冰河遗迹，仍有争议。雪山山脉由倾斜甚缓的板岩及砂岩所组成，园区内列名台湾百岳的山峰共19座。雪山地垒以雪山为中心，呈放射状分歧，大致上可以分为六道稜脉。本区河流的主要分水岭是由雪山主峰主稜和北稜（圣稜线）组成，即大霸尖山往西南方经雪山北峰、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