La ZNIEFF « Grotte des Fées de la Cèze » est située au nord du département du Gard, à l'entrée des gorges de la Cèze. Elle est constituée par un vallon comprenant plusieurs grottes et avens. Elle occupe une superficie de 24 hectares, à l'est du village de Tharaux. Son altitude varie entre 100 et 250 mètres.
Le périmètre de la ZNIEFF est marqué en partie haute par la piste forestière et la courbe de niveau des 350 mètres et en partie basse par la piste et le chemin (en lisière de forêt) en rive gauche de la Cèze.
A l'est et à l'ouest, la délimitation englobe le bassin versant d'un ruisseau temporaire affluent de la Cèze.