La concentración de mariposas Monarca para hibernar en la Reserva es la manifestación más espectacular del fenómeno de la migración de insectos. Varios millones de mariposas Monarcas regresan cada año para posarse en grupos compactos dentro de 14 colonias de hibernación en los bosques de oyamel del centro de México.

Cada otoño, millones de mariposas de amplias zonas de América del Norte regresan a esta reserva de biosfera de 56 259 hectáreas y se agrupan en pequeñas áreas de la reserva forestal, que dan un color naranja a los árboles y doblan sus ramas bajo su peso colectivo. En la primavera, estas mariposas comienzan una migración de ocho meses que los lleva todo el camino hasta el este de Canadá y centro y este de Estados Unidos, y de regreso a México. Durante este tiempo, cuatro generaciones consecutivas nacen y mueren.

La riqueza biológica de esta área natural protegida no es exclusiva de la mariposa, pues también radica en su variedad de microclimas y numerosas especies endémicas de flora y fauna, entre las que destacan sus bosques de oyamel, pino, encino y cedro, y 184 especies de vertebrados, de los cuales cuatro son anfibios, seis reptiles, 118 aves y 56 mamíferos.

Las principales amenazas del sitio son la reapertura de una mina de cobre en Angangueo, Michoacán, la tala ilegal de árboles y la rápida disminución de la población de la mariposa que, por ejemplo, pasó de 60 a 33 millones tan sólo de 2013 a 2014.