Sassen-Bünsow Land nasjonalpark ligger i et dal- og fjellområde med brede elveløp innerst i Isfjorden. Sassen-Bünsow Land nasjonalpark dekker et område på 1 230,57 km², hvorav landarealet er på cirka 1 157 km² og det marine arealet på cirka 73 km². Den ligger ca. 15 km nord for nordgrensen av Nordenskiöld Land nasjonalpark. Sassen-Bünsow Land nasjonalpark utgjør i hovedsak de tre områdene Sassendalen, Tempelfjorden, og Bünsow Land med Gipsdalen, samt tilliggende isdekte fjell- og breområder i øst. Gipsdalen og fjellene ved Tempelfjorden har geologiske forekomster av gips. I vest utgjør østbredden av Billefjorden vestlig begrensning, herfra kan man se over fjorden og over til det nedlagte, russiske tettstedet Pyramiden. Parken strekker seg opp til vannskillet i øst, men går ikke helt ned til østkysten av Spitsbergen og Barentshavet. Umiddelbart vest for parken ligger Gåsøyane fuglereservat, som nesten tangerer den vestligste grenselinjen for Sassen-Bünsow Land nasjonalpark ute i Isfjorden (Sassenfjorden).