公园位于河南省伏牛山脉的腹地,以西峡、内乡、栾川、嵩县境内的伏牛山为主体,面积5858.52km2。公园位于中国中央造山系东段,经历了中国南北古陆碰撞、拼合、造山等地质过程,对秦岭造山带复合大陆动力学的研究具有极高的科学价值。“诸葛南阳龙”、“河南宝天曼龙”、“河南西峡龙”、“张氏西峡爪龙”等成为全球恐龙动物群重要组成部分,伏牛山成为研究恐龙生殖习性、破解生物物种灭绝等重大问题的重要区域。长期的地质作用下,不同时期的花岗岩形成了老界岭“峰丛”、宝天曼“峰墙”、七星潭“摞摞石”、黄花曼“石瀑”、老君山“石林”、龙峪湾和白云山“断层崖”、木札岭“断褶山”等为代表的地貌景观,石灰岩则形成了鸡冠洞、天心洞、蝙蝠洞等岩溶洞穴,充分展示了公园地貌景观的多样性。