Il Parco, situato nel settore orientale della Provincia di Trento, è caratterizzato da tre distinte unità geografiche e paesaggistiche. Il settore settentrionale è occupato dalla Foresta di Paneveggio, 2.700 ha di pecceta tutelata da lungo tempo. Il settore sud orientale comprende parte della catena dolomitica delle Pale di San Martino. Il settore occidentale è rappresentato da parte della catena porfirica del Lagorai. Sono presenti gli ambienti naturali più vari: dalle pareti rocciose e macereti alle praterie e pascoli alpini, da torrenti impetuosi a tranquilli specchi d'acqua, da boschi di abete ai boschi misti a latifoglie, dai ghiacciai alle torbiere.