Sottratta allo sviluppo turistico di massa (diversamente da altri settori della penisola dello Yucatàn, come ad esempio Cancùn), la Riserva della Biosfera di Sian Ka'an è stata istituita per tutelare lussureggianti foreste e habitat marini di eccezionale ricchezza naturalistica, che si estendono su una vasta superficie di oltre mezzo milione di ettari.

Il nome della Riserva trae origine dalla cultura maya. Nel VI secolo d.C. gli Xiues - un'etnia maya - si insediarono nella regione che corrisponde più o meno all'attuale Stato di Quintana Roo. Quest'area venne chiamata Ziyan-Caan, traducibile come "inizio del cielo", sia per la fecondità della terra e la bellezza delle coste, sia per la convinzione che al di là del mare, verso oriente, vi fosse la sede del Sole. La presenza maya nella zona dell'attuale riserva è testimoniata da 23 siti archeologici di straordinario rilievo, tra cui Tulum e Palenque, a nord di Sian Ka'an, che sono i parchi archeologici più visitati dello Yucatàn. La regione era poco popolata già durante l'epoca maya. Le esplorazioni spagnole, tra cui citiamo quella di Cortes nel 1519, non prestarono particolare attenzione alla zona, così come il successivo governo di Città del Messico, che non considerò degna di particolare interesse questa costa inospitale dello Yucatàn.

Le difficili condizioni ambientali di Sian Ka'an, dominata da un clima decisamente tropicale, non hanno mai consentito la presenza di grandi insediamenti. Oggi vi sono solamente due piccoli centri stabili: i villaggi di pescatori di Punta Allen e Punta Guerrero, che ospitano meno di un migliaio di persone.  

La Riserva si trova sulla grande pianura calcarea dello Yucatàn, una formazione sedimentaria emersa in tempi relativamente recenti, che in nessun punto supera i dieci metri sul livello dell'Atlantico. Due diverse formazioni geologiche si incontrano in questa zona: la più antica, del Miocene-Pliocene, costituisce il substrato per le foreste basse e medie, mentre la più recente, del Pleistocene, corrisponde alle zone soggette alle inondazioni. In entrambi i casi, il suolo risulta poco profondo, roccioso e permeabile. In alcuni punti il calcare presenta delle cavità (localmente chiamate cenotes) in cui affiorano le acque sotterranee.  

Il clima marcatamente tropicale, con precipitazioni annue medie di 1200 mm e un'elevata umidità ambientale in tutte le stagioni, determina un eccezionale sviluppo della vegetazione. La foresta di media altezza, non soggetta a inondazioni, occupa più di 110.000 ettari e presenta una grande varietà di piante. 

Avvicinandosi alla costa, viene gradualmente sostituita da un tipo di vegetazione che occupa la zona di transizione tra le terre non inondabili e quelle inondabili, in particolare dalla selva bassa, soggetta a inondazioni stagionali e presente su 13.000 ettari di Riserva.

 In questa zona di transizione sono comuni le macchie molto dense di vegetazione formate da una sola specie vegetale, Acoelorraphe wrightii, che compaiono in luoghi leggermente rialzati. La concentrazione delle piogge nella stagione umida, da maggio a ottobre, provoca inondazioni che interessano il 70% della superficie di terraferma. Queste particolari condizioni determinano la presenza di 96.000 ettari di acquitrini interrotti da isolotti circolari, detti petenes, ricoperti di vegetazione molto alta.

In corrispondenza della zona dove la terra e il mare si incontrano si eleva una barriera di mangrovie, una coltre che occupa 65.000 ettari. Le mangrovie trattengono i sedimenti trasportati dalle acque, rendendo molto fertile la zona e completa la catena alimentare. Queste formazioni vegetali rivestono particolare importanza per due specie animali minacciate: il manato e il delfino delle Amazzoni. La linea costiera è interrotta da due ampie insenature naturali: la Baia dello Spirito Santo e quella di Asunción. 

La zona a metà tra il limite settentrionale della Riserva della Biosfera di Sian Ka'an e Punta Allen, insieme al territorio compreso tra la Punta di Hualastoc e quella di Tupac, è protetta da bellissime scogliere coralline che formano una barriera contro l'oceano. Gli isolotti di questo settore sono visitati ogni anno, all'epoca della riproduzione, da quattro specie di tartarughe: verde, caretta, franca e liuto. Sulla terraferma di Sian Ka'an, la fauna meglio rappresentata è quella degli uccelli. Cormorani, trampolieri, pellicani e le rare aquile di mare sono le specie caratteristiche della zona. La presenza di 12 specie di carnivori, tra cui cinque felidi - giaguaro, ocelot, tignilo, margay e puma - sono la prova tangibile di quanto questa zona protetta sia rimasta incontaminata.