Qarayazı Dövlət Təbiət Qoruğu Azərbaycan hökumətinin 2 mart 1978-ci il tarixli qərarına əsasən Qazax rayonu ərazisində — Ağstafa meşə təsərrüfatının Kürətrafı meşələrində 6000 hektara yaxın ərazidə yaradılmışdır. Lakin sonra qoruğun meşəli və meşəsiz ərazisindən 1119 hektar torpaq fondu Qazax rayonunun Sadıqlı üzümçülük sovxozuna verildi və  4855 hektar ərazisi qaldı. 2003-cü ilin iyun ayında Azərbaycan Respublikası Nazirlər Kabinetinin Qərarı ilə qoruğun ərazisi genişləndirilərək 9658 hektara çatdırıldı.

Qoruqda məşhur Qarayazı meşələrinin təbiət kompleksi qorunur. Qoruğun sahəsini əsasən Tuqay meşələri, keçmiş əkin, örüş yerləri və boş sahələr təşkil edir. 

Azərbaycanın düzən meşələrinin xeyli hissəsi Kür çayı boyunca yerləşmişdir. Bu meşələr uzun müddət ciddi mühafizə edilməmiş, qırılma, otarılma və Kürün hidroloji rejiminin dəyişməsilə əlaqədar olaraq sahəsi azalmış, seyrəlmiş, ağacların cins tərkibi xeyli dəyişilmişdir.

Qoruğun yaradılmasında əsas məqsəd Kür qırağı-Qarayazı düzündə Tuqay meşələrinin mühafizəsi və bərpası olmuşdur. Sahəsi 4855 ha-dır. Azərbaycanda Tuqay meşəsinin çox hissəsi bu qoruqda saxlanılmışdır. Burada qorunan obyekt əsasən nadir və tükənməkdə olan Tuqay ekoloji sistemdir. Orada hətta qorunan ağac növlərinin yaşı müəyyənləşmişdir. 

Qarayazı Dövlət Təbiət Qoruğu Kür çayı boyunca onun yatağının sol sahillərini və Qarayazı düzünün xeyli hissəsini əhatə edir. Qoruğun şərqə davamı Qarayazı-Ağstafa Dövlət Yasaqlığıdır. Qərbdə Gürcüstan, şimalda Bakı—Tbilisi dəmir yolu, cənubda Kür çayı ilə sərhəddir.

Qoruğun ərazisi əsasən meşəlikdən ibarətdir, bunun da çox hissəsini meşə ilə örtülü, az hissəsini isə meşə ilə örtülü olmayan sahə təşkil edir. Qoruğun ərazisinin mikrorelyefi, geomorfoloji xüsusiyyətləri, Kür çayının təsiri, qrunt suyunun səthə yaxın olması, bitki örtüyünün müxtəlifliyi və s. burada allüvial-bataqlıq, allüvial-çəmən, allüvial-çəmən-meşə və çəmən-şabalıdı torpaqların əmələ gəlməsinə şərait yaratmışdır. Kür çayı boyunu kolluqlar, söyüd kolluqları, iydə kolları, yemişan və sonra bitkilər əhatə edir. Bunlardan başqa burada külli miqdarda ağaclar: qovaq, palıd, qızılağac, ağ akasiya və s. də var.

Kürün sahilindən uzaqlaşdıqca bitki örtüyünün dəyişməsi nəzərə çarpır: çay yatağının sahili boyunca söyüd, böyürtkən, iydə, zirinc kimi kollar inkişaf etmişdir. Sahildən uzaqlaşdıqda onları tipik tuqay meşələri əvəz edir. Meşəaltı kollar, cavan ağaclar meşənin nisbətən seyrək yerlərində daha çox inkişaf etmişdir. Bunlar əsasən ağyarpaq qovaq, palıd, yemişan, böyürtkən, amorf, söyüd, qaramurdarça, iydə, göyəm və s. ibarətdir.

Ərazidə qışı quraq keçən mülayim-isti yarımsəhra və quru bozqır iqlim tipi hakimdir. Bu iqlim tipi qışda quraq və mülayim, yayda isə quraq və isti keçməsi ilə fərqlənir. Havanın orta illik temperaturu 12,20-dir; yalnız yanvarın orta temperaturu 00-dən aşağı  (-0,10) düşür. İllik yağıntının miqdarı 400 mm olduğu halda, illik buxarlanma bundan 2,3 dəfə artıqdır. Bu meşələr çoxyarusludur. Birinci yarusu ağyarpaq qovaq, ikinci yarusu isə palıd, qızılağac təşkil edir.

Heyvanlar aləminin zənginliyi cəhətdən Qarayazı meşələri xüsusi əhəmiyyətə malikdir. Burada maral, qunduz, dələ, dovşan, çöl donuzu, tülkü, çaqqal, porsuq, çöl pişiyi, süleysün və s. məməlilər məskunlaşmışdır. 

Ərazi daimi yaşayan və köçəri quşlarla da zəngindir. Onlar sıx meşələrdə və müxtəlif kolluqlarda daha çox məskən salmışlar. Quşlardan  qırqovul, göyərçin, alabaxta, qaratoyuq, ağacdələn, sığırçın daha çox olub, sayı 500-dən 2000-ə qədərdir. Ördək, su fərəsi və s. suya maraq göstərən quşlar da az deyildir; burada, hətta həmişə sevilən bülbül də qorunur.

Suda-quruda yaşayanlardan: göl və quru qurbağaları, bataqlıq tısbağası, sürünənlərdən müxtəlif ilanlar və kərtənkələlər vardır.

Qoruq ərazisində şəmayı, çapaq, naxa, şirbit və s. balıqlar Kürün daimi sakinləridir.

Qoruğun əsas vəzifələrindən biri də buradakı heyvanlar aləmini qorumaq, onların təbii yolla çoxalmaları üçün əlverişli şəraiti mühafizə edib yaxşılaşdırmaqdır.  

Qarayazı qoruğunun adının qəribə mənası vardır. Qarayazı «qara» və «yazı» sözündən ibarətdir. Burada  «qara»  böyük, «yazı» isə qədim türk dillərinə aid olan “düzənlik”, “çöllük” mənalarına işlədilir. Qarayazı coğrafi adının mənası «Böyük düz», «Böyük çöl» deməkdir.