Inclou els terrenys vinculats històricament al monestir. El nom de Poblet prové d’hortur populeti (lloc d’horta envoltat d’un bosc d’àlbers), descriptiu de l’indret on es bastí. Hi ha les antigues granges forestals de la Pena i de Castellfollit, propietat de la comunitat. Ja des del 1172 el monestir aconseguí dels reis un gran nombre de drets sobre el bosc i la prohibició que els pobles veïns hi fessin tales i hi pasturessin ramats; Montblanc, l’Espluga, Prades, Rojals i Vimbodí hi reclamaren drets comunals; el 1349 tingué lloc una avinença entre el monestir i la vila de Prades, però continuaren els incidents, sovint sagnants (com l’assassinat de fra Guillem Tost el 1349, la mort de dos veïns de Montblanc pels guàrdies de Poblet el 1377 i la venjança dels montblanquins aquell mateix any amb l’incendi de la granja de la Pena i la mort dels religiosos que en tenien cura). Amb la desamortització del segle XIX el bosc esdevingué patrimoni de l’Estat, que en posà a la venda una part. Tanmateix, declarat d’utilitat pública (1862), restà parcialment protegit i, des del 1901, fou sotmès a un aprofitament racional, si bé durant la Guerra Civil de 1936-39 s’hi produïren abusos. Acabat el conflicte, l’any 1946 l’Estat hi impulsà un pla d’ordenació. El 1971 passà a ser gestionat per l’Instituto Nacional para la Conservación de la Naturaleza (ICONA), que el 1980 el transferí a la Generalitat de Catalunya.
L’any 1984 aquesta institució el declarà paratge natural d’interès nacional i el 1998 es declararen per decret les reserves naturals parcials del barranc de la Trinitat i del barranc del Tillar. La superfície protegida comprèn 3.379 ha, 919 de les quals corresponen a les reserves naturals parcials, i s’emmarca íntegrament a la comarca de la Conca de Barberà, als termes municipals de Vimbodí i Poblet i l’Espluga de Francolí. S'hi distingeixen clarament dos grans tipus de relleu: al sector del vessant nord de les muntanyes de Prades (serralada Prelitoral) el relleu és muntanyós, mentre que la part més septentrional consta d’un conjunt de terres més planeres situades al voltant de la vall del riu Sec (Depressió Central Catalana). L’altitud oscil·la entre els 400 m de les parts més baixes fins als 1.201 m del tossal de la Baltasana, a l’extrem sud-oest de l’espai protegit, cim que representa el punt més elevat de les muntanyes de Prades. La vegetació és mediterrània, matisada per la presència de comunitats submediterrànies i també eurosiberianes en alguns punts, i hi té un especial interès la comunitat de roure reboll (Quercus Pyrenaica), l’única amb presència a Catalunya.