Inaugurado em 02 de maio de 1989, o Núcleo Santa Virgínia foi criado em razão das desapropriações das antigas fazendas Ponte Alta e Santa Virginia, as quais deram origem ao nome da unidade. Por conta do relevo acidentado e escarpado, favorece a formação de riquíssima paisagem de montanha entre vales e morros, os quais abrigam mirantes, cachoeiras e corredeiras, transformando a área em um dos principais pontos turísticos de São Luiz do Paraitinga e Natividade da Serra. Rico em recursos hídricos, suas nascentes, córregos e rios drenam para a bacia hidrográfica do rio Paraíba do Sul. Um dos principais rios formadores desta bacia é o rio Paraibuna, considerado como rio de cabeceira, favorece a prática de esportes de aventura como o rafting e canoagem. Outros atrativos importantes são as trilhas interpretativas, abertas ao público que levam ao interior da unidade, onde é possível conhecer um pouco da historia natural, deixada pelos exploradores e colonizadores que habitaram estas florestas e região. A unidade atende prioritariamente escolas e universidades, disponibilizando monitores capacitados, sendo este o seu maior público frequentador do seu programa de Uso Público. Com vegetação exuberante, esta é caracterizada pela Floresta Ombrófila Densa Montana e Automontana com trechos de Floresta de Neblina. As Florestas de Neblina são formações pouco conhecidas e de pequena extensão em todo o Parque da Serra do Mar, sendo formada pela alta umidade e altitude, abrigando grande densidade de bromélias, orquídeas e anfíbios, além da presença constante de neblina. A espécie vegetal símbolo do núcleo é a palmeira Juçara que oferece alimento a várias espécies da fauna, estando listada neste momento como vulnerável a extinção. Segundo alguns pesquisadores, uma floresta sem esta palmeira é considera como morta em virtude da mesma não comportar varias espécies da fauna que possam manter sua perpetuidade. A floresta existente é ainda muito rica em espécies importantes ou conhecidas como madeiras de Lei, entre elas foram encontradas o cedro, a canela preta, a canela sassafrás, o guatambu, a canjerana, o jequitibá, o jatobá, o cambuci e o indaiá, entre tantas outras que fazem parte desta formação florestal. Em relação à fauna, é possível encontrar toda cadeia ecológica de espécies da Mata Atlântica, sendo algumas ameaçadas de extinção, como é o caso do sagui da serra escuro, o muriqui, a onça parda, o gato-do-mato, a anta, o macuco, a maria leque, a araponga, a saudade e o sapinho pingo de ouro. Destaca-se uma espécie extremamente importante e endêmica a pirapitinga, peixe onívoro, dispersor de sementes florestais, responsável por ajudar a restaurar e enriquecer as margens dos rios quando ocorrem cheias no período das chuvas. Apontada como bioindicadora, esta espécie somente ocorre onde a qualidade da água e a formação florestal estão em ótimo estado de conservação, pois o ambiente sadio é base sustentável da sua existência. Atualmente só é encontrada na bacia do rio Paraibuna e alguns tributários do rio Paraíba do Sul no vale do Paraíba. Na questão fundiária, 70% dos seus 17.500 hectares encontram-se regularizados e 30% estão em processo de regularização junto a Procuradoria do Estado. O plano de manejo definiu em seu zoneamento, uma zona no entorno da unidade, denominada zona de amortecimento e que possui uma área de aproximadamente 43.000 hectares, distribuída nos municípios de São Luiz do Paraitinga e Natividade da Serra. Desde 2018 a Secretaria de Infraestrutura e Meio Ambiente por intermédio da Fundação Florestal, desenvolve nesta zona, o projeto “Conexão Mata Atlântica/GEF”, o qual vem trabalhando com produtores e beneficiários do projeto, aplicando importantes ferramentas integradas de apoio ao pequeno produtor rural. Das principais ferramentas, estão a assistência técnica, o pagamento pelos serviços ambientais – PSA, certificação da propriedade ou produção orgânica, incentivo a transição ecológica e apoio as cadeias de valor sustentável identificadas na região, como: cadeia da meliponicultura, cadeia do leite, cadeia das frutas nativas, plantas ornamentais nativas e agricultura agroecológica. O projeto tem como objetivo aumentar a proteção da biodiversidade e da água e combater as mudanças climáticas.