Данный памятник природы находится в Большечерниговском районе, в 3—3,5 км на восток от поселка Кошкина. Площадь 18 га .
Рельеф местности представляет собой пологий склон степной балки, который в виде рукава основного балочного русла протянулся в северо-восточном направлении, основное же русло имеет широтное простирание, с востока на запад, и проходит прямо на поселок Кошкин. Раньше по всему руслу били родники, сегодня они иссякли, очень слабый родничок сохранился близ разветвления основной балки и Кошкинской (северо-восточного простирания). В верховьях основной балки есть озеро с зеркалом воды 10—12 м. Кошкинская балка имеет сухое русло, и только снежные, атмосферные воды в ней ненадолго задерживаются. По своему рельефу она представляет один из типичных ландшафтов степной зоны Заволжья.
Разнотравно-типчаково-ковыльные степи покрывают склоны Кошкинской балки, а по днищу, на наносных солонцеватых почвах растут полыни и разнотравье. Отличительной особенностью травяного покрова являются некоторые степные и полупустынные виды растений, среди них кермек полукустарниковый — эндемичный вид ирано-туранской флористической области, находящейся здесь на северной точке своего южного аридного ареала; оносма разноцветная, солодка гладкая, хартолепис средний и др.
Кабаны, косули, утки и другие животные находят здесь свой дом и пристанище.
Памятник природы «Кошкинская балка» служит научным и экологическим целям. Он нуждается в систематическом надзоре.