Blue Mountains nasjonalpark ligger på østsida av Great Dividing Range. Platået skråner svakt ned fra vest til øst fra en høyde på rundt over havet ved Mount Victoria til mindre enn over havet ved Glenbrook. Det er fire store elver i parken: Wollangambe-elva i nord, Grose-elva i sentrum, og Coxs- og Wollondilly-elvene i sør. De to sistnevnte renner inn i Lake Burragorang, som ligger like utenfor parken og er demmet opp av Warragamba-demningen, den viktigste drikkevannskilden til Sydney. En liten del av Nepean-elva går også gjennom parken. Alle de store elvene renner fra vest til øst.