История развития района, в который входит территория парка, длительная и сложная. В формировании рельефа этой территории большое влияние оказали тектонические процессы. Дифференцированные движения в конце верхнего палеозоя обусловили образование горстов и грабенов. В мезозойское и третичное время эпохи опусканий и накопления отложений неоднократно сменялись периодами поднятий и размыва. Накопление мощных толщ рыхлых отложений происходило в нижнем и среднем миоцене, когда в бессточных озерно-болотных впадинах отлагались пески, глины, угли и торфы. В верхнем миоцене, вероятно, происходили поднятия и образование глубоко врезанной речной сети. Новейшие тектонические движения верхнего плиоцена, по-видимому, были дифференцированными: отдельные участки поднимались, а древние мульды испытывали опускания, вследствие чего миоценово-плиоценовые отложения в современном рельефе лежат на различных гипсометрических уровнях. В четвертичное время происходило заполнение речных долин аллювиальными отложениями, а междуречные поверхности подвергались процессам денудации.
Климат
Парк находится в континентальной климатической области умеренной зоны. Климат парка умеренно теплый хорошо увлажненный. В зимний период над его территорией обычно господствует центрально-азиатский антициклон, который приносит с собой холодный воздух. Это ведет к установлению морозов и ограниченному выпадению осадков. Снежный покров устанавливается с октября, но отмечается его неустойчивость до начала декабря. В начале марта начинается интенсивное снеготаяние, которое практически полностью заканчивается во второй-третьей декаде апреля. Лишь в узких ущельях и лощинах, особенно на северных склонах, снег держится до середины мая. Весна - период нарастания количества выпадающих осадков. Максимум весенних осадков в среднем приходится на май. Летний период характеризуется сравнительно высокой стабильной температурой воздуха. Июль - наиболее жаркий месяц лета. Первый осенний месяц - сентябрь - сохраняет еще погодные признаки лета, но среднемесячная сентябрьская температура воздуха уже ниже майской. Падает ниже майского и средний минимум температур. Однако резкое снижение температуры воздуха происходит позднее, в октябре, а в ноябре среднемесячная температура воздуха становится отрицательной.
Флора
Богатство флоры обусловлено двумя главными моментами. В экоценотическом отношении флора природного парка отражает преобладающий лесостепной характер растительности. Резко преобладают лесные (130 видов) и степные (собственно степные - 68 и лугово-степные - 63) виды. Обращает внимание наличие среди лесных видов ряда таежных растений, что обусловлено сложной историей развития флоры региона в голоцене. Луговые виды (127) встречаются на лесных полянах, опушках, остепненных лугах, луговых степях, и реже в лесах и залежах. Влаголюбивых видов относительно немного (болотные - 4, лугово-болотные - 22), что объясняется почти полным отсутствием на территории парка болот и влажных лугов. Из-за относительно слабой антропогенной нарушенности естественных ценозов парка и отсутствии пашен число сорных видов невелика (38). Скальных видов - 19 и водных - 4. На территории парка встречается 45 видов, включенных в "Красную книгу Башкирской АССР” (1987), что составляет 25 % от всей редкой флоры республики. Из них тонконог жестколистный и венерин башмачок настоящий включены в "Красную книгу СССР” (1984), 9 видов - в "Красную книгу РСФСР” (1988): ковыль перистый, рябчик русский, чина Литвинова и др. Редкими растениями Урала встречающиеся на территории парка - являются 63 вида. В парке произрастают 11 эндемиков (астрагал Гельма, а. Карелина и др.) и 17 реликтовых видов. Среди реликтов резко преобладают виды горно-сибирского происхождения (лук косой, смолевка алтайская и др.). Во флоре парка богато представлены полезные виды. Растений, используемых как в народной, так и в официнальной медицине - 53. Декоративных растений обнаружено 38 видов (лилия кудреватая, гладиолус тонкий и др.), сборы которых строго запрещены. Пищевых растений в парке – 27, а также произрастает 10 ядовитых растений. Наиболее опасными, особенно для детей, являются виды с яркими привлекательными плодами: волчье лыко, вороний глаз, воронец колосистый и можжевельник казацкий.
Фауна
Животный мир природного парка "Мурадымовское ущелье" типичен для зоны смешанных и широколиственных лесов Европейской части России, в частности для западных отрогов Южного Урала. Млекопитающие - представлены 40 видами, из которых 25 охотничье- промысловые. Основными обитателями являются: хищные млекопитающие - бурым медведь, волк, лисица, рысь, барсук, лесная куница, горностай, ласка, колонок; зайцеобразные – зайцы беляк и русак; крупные и средней величины грызуны – белка, бурундук, водяная крыса, малый суслик, европейский суслик; копытные – кабан, лось и косуля. Птицы - самый богатый видами класс позвоночных животных. Непосредственно в парке на пролете и в гнездовой период отмечается около 122 видов птиц.
В долине реки Большой Ик выявлено 4 вида рептилий - ящерица прыткая и живородящая, обыкновенная гадюка, уж обыкновенный; 5 видов амфибий- тритон, травяная лягушка, остромордая лягушка, серая жаба, обыкновенная чесночница и 9видов рыб - ерш, елец, щука, окунь, подуст, пескарь, гольян, охраняемый в Башкортостане подкаменщик обыкновенный, а также взятый под особую охрану как в Башкортостане, так и в России европейский хариус.
30 редких и исчезающих видов животного мира занесены в Красную книгу: сапсан, беркут, сова ястребиная, филин, выдра речная, зимородок обыкновенный, куропатка серая и др.
