
La reserva está ocupada por páramo en un 80%, bosque alto andino del tipo llamado "Ceja andina" y humedales. Su pluviometría es alta y el clima es ecuatorial frío de alta montaña con temperaturas que alcanzan los 5º a 6º C y una precipitación anual entre 2000 – 3000 mm. Las lluvias son de larga duración y baja intensidad, la humedad relativa es siempre superior al 80%, con dos épocas: seca (junio a octubre) y lluviosa (noviembre a mayo).1
Su vegetación está dominada por el frailejón (Espeletia pycnophylla), que aparte de esta reserva se la encuentra solamente en el Parque Nacional Llanganates, pero con la diferencia que en la reserva de El Ángel son más altos y robustos llegando a medir hasta 7 metros. Por su tamaño sorprende al visitante al configurar fantasmagóricas figuras que se asemejan a soldados en franca posición de ataque o frailes en sus profundas divagaciones espirituales. El bosque es del tipo siempre verde montano denominado "Ceja andina" y que ocupa 11.34 ha (1999) y está presente en forma de islas de bosque natural (fragmentos o parches) relegados a las quebradas, o en suelos con pendientes pronunciadas. 3
Al frailejón le acompañan otras especies vegetales como el pajonal del páramo, la chuquiragua, pumamaqui, sigse, mora y el famoso mortiño el cual es utilizado para preparar la tradicional colada morada.

Dentro de las especies animales que se encuentran se destacan el venado, el conejo, el lobo, reptiles y algunas aves entre las que se destaca el curiquingue, las tórtolas y el cóndor los Andes que a veces es posible divisarlo surcando los cielos de los páramos del El Ángel.
Existen elevaciones importantes que superan los 3.500 msnm de altura, tales como el Pelado, el Cerro Negro, el Mirador, el Chinchinal y el Chiltazón, este último recientemente explorado, cuya parte más alta es nido de cóndores y en el cual existen vestigios arqueológicos importantes y además se está por confirmar que la cascada existente en sus estribaciones es la más alta del Ecuador (se calcula un salto de 500 m). Además en su interior encontramos algunos humedales, tales como las lagunas Negra, Crespo, Potrerillos y las lagunas del Voladero en donde, según la tradición local, descansa el alma de Jerónimo Tudpe, un indígena aguerrido que prefirió saltar al lago mayor antes que ser esclavo de los conquistadores de España. Aquí nacen las principales fuentes de agua que abastecen a las principales poblaciones de la provincia de Carchi
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