Il parco ospita il più importante sistema carsico alpino del Piemonte, con oltre 150 km di grotte esplorate, che raggiungono i 1.000 metri di profondità. Il paesaggio è caratterizzato da ampi boschi di abete bianco, faggio e larice. La Valle Pesio, per la sua posizione geografica ed il suo clima, può vantare un'eccezionale varietà di specie floristiche (circa 1500) con la coesistenza di specie alpine continentali e mediterranee, tra le quali spiccano il Cypripedium calceolus, la Saxifraga cernua, il Phyteuma cordatum e la Viola pinnata.