W roku 1920 powstał pierwszy w Górach Świętokrzyskich rezerwat na Chełmowej Górze. Cztery lata później utworzono kolejne dwa rezerwaty na najwyższych wzniesieniach: Łysicy i Łysej Górze. Jeszcze przed formalnym ustanowieniem parku (z dniem 1 maja 1950, jako drugiego po Białowieskim w Polsce) powstał rezerwat "Mokry Bór" (38,44 ha). Z chwilą powstania parku wszystkie istniejące wcześniej rezerwaty oraz obszar na Górze Miejskiej, nazwany "Czarny Las" (26,45 ha), stały się rezerwatami ścisłymi w granicach parku. Od wejścia w życie ustawy o ochronie przyrody z 1991 r. są one zwane obszarami ochrony ścisłej. Na grzbietach górskich występują charakterystyczne rumowiska skalne – gołoborza, nadające krajobrazowi specyficzny charakter.

Największe gołoborza znajdują się na Łysej Górze i na Łysicy. Na gołoborzach spotyka się różnorodną roślinność: nitkowate glony, wątrobowce, mchy, porosty, torfowce i paprocie. Większość terenu parku zajmują lasy jodłowe i bukowe, w niższych partiach pasm górskich występują bory sosnowe, mieszane, sosnowo-dębowe z domieszką jodły, modrzewia, świerka i buka. W parku znajduje się 270-letnia jodła pospolita mierząca 51 m. i uważana jest za najwyższe drzewo w Polsce.