La Sierra es un segmento de la Sierra Madre Oriental al noroeste, comienza en el Río Bravo, en el Parque nacional Big Bend y se extiende al sureste por aproximadamente 72 kilómetros, la altitud fluctúa de los 560 metros sobre el nivel del mar en Boquillas del Carmen hasta los 2,720 m s. n. m. en el Pico de Loomis.

Algunas autoridades incluyen la Sierra de Chisos y otras más del parque nacional Big Bend como parte de la Sierra del Carmen.

Entre los mamíferos se encuentran oso negro, castor y puma.

El aislamiento de la Sierra del Carmen y su entorno relativamente inalterado ha llevado a México y Estados Unidos a hacer esfuerzos conjuntos de conservación.

La designación permite que muchas actividades económicas y propiedades privadas continúen existiendo dentro de los límites.

En el 2000, Cementos Mexicanos (Cemex) comenzó a comprar tierras para la conservación en la región.

[9]​ En 2005, Maderas del Carmen se convirtió en la primera área silvestre designada en América Latina.