雪山北峰、雪山，到大雪山的稜嵴，也大致为县市行政区界。西北为苗栗县大安溪流域，有全台海拔最高的水池翠池；南部则为台中市大甲溪的上游。大霸尖山东北方一带，即北稜和北东稜间为新竹县境内的淡水河集水区，园区西北角另有新竹县头前溪的上游集水区。大甲溪上游的七家湾溪、无名溪、及武陵溪的河谷呈崃谷地形，在雪山与罗叶尾山之间的狭长谷地上，切出四阶的阶状地，而七家湾溪临罗叶尾山一侧谷壁则呈陡峭状。
气候.依桑士伟氏气候分类标准，寒带重湿气候区分布于园区之东部及中部，西部则属温带重湿气候区。本区