ภูมิประเทศของอุทยานแห่งชาติขุนสถาน เป็นภูเขาสลับซับซ้อนมีความสูงชันทอดตัวจากทิศเหนือสู่ทิศใต้ มีแนวสันเขาของดอยแปรเมืองเป็นแนวแบ่งเขตระหว่างจังหวัดแพร่กับจังหวัดน่าน ความสูงตั้งแต่ 120-1,726 เมตรจากระดับน้ำทะเลปานกลาง มีแม่น้ำน่านเป็นแนวกันระหว่างจังหวัดอุตรดิตถ์กับจังหวัดน่าน มีลำธารและลำห้วยซึ่งเป็นต้นน้ำน่านอยู่หลายสาย เช่น ห้วยน้ำแหง ห้วยน้ำอูน ห้วยน้ำลี เป็นต้น ดอยที่สำคัญ เช่น ดอยจวงปราสาท สูง 1,193 เมตร ดอยแม่จอก สูง 1,469 เมตร ดอยกู่สถาน(ดอยธง) สูง 1,634 เมตร และดอยที่สูงที่สุดคือยอดดอยภูคา มีความสูง 1,726 เมตรจากระดับน้ำทะเลปานกลาง ลักษณะภูมิอากาศของอุทยานแห่งชาติขุนสถาน มีความชุ่มชื้นตลอดทั้งปี แบ่งเป็น 3 ฤดู คือ ฤดูร้อนช่วงสั้นๆ เริ่มตั้งแต่เดือนมีนาคมถึงเดือนเมษายน ฤดูฝน เริ่มเดือนพฤษภาคมถึงเดือนตุลาคม และฤดูหนาว เริ่มตั้งแต่เดือนพฤศจิกายนถึงเดือนกุมภาพันธ์ จากข้อมูลภูมิอากาศ ตั้งแต่ปี พ.ศ.2535 - 2551 อุณหภูมิสูงสุด 30 องศาเซลเซียส อุณหภูมิต่ำสุด 1.5 องศาเซลเซียส อุทยานแห่งชาติขุนสถานสามารถจำแนกสังคมพืชออกได้เป็น ป่าดิบเขา ขึ้นอยู่ตามสันเขาที่มีความสูงจากระดับน้ำทะเลตั้งแต่ 1,000 เมตรขึ้นไป เช่น บริเวณดอยขุนห้วยย่าทาย ดอยขุนห้วยหก ดอยขุนสถาน มีพันธุ์ไม้และพืชพื้นล่าง ได้แก่ ก่อ สารภีดอย พะวา จำปีป่า เหมือด กำยาน เฟิน และปรงป่า และทีเฟริ์น ป่าสนเขา ขึ้นกระจายตามยอดเขาที่ความสูงประมาณ 1,300 เมตรจากระดับน้ำทะเล เช่น บนดอยจวงปราสาท ดอยแปรเมือง มีอาณาบริเวณไม่กว้างนัก พันธุ์ไม้ที่พบได้แก สนสองใบ สนสมใบ เหียง และพะยอม ป่าดิบแล้ง พบกระจายอยู่ทั่วไป สภาพป่ามีความชื้นสูง สภาพป่ารกทึบ มีพันธุ์ไม้และพืชพื้นล่างได้แก่ ยางปาย ยมหิน ม่วงก้อม ชมพูป่า เขืองแข้งม้า และหนามเล็บเหยี่ยว ป่าเบญจพรรณ พบกระจายอยู่ทั่วไปในพื้นที่ที่มีความสูงจากระดับน้ำทะเลตั้งแต่ 250-1,000 เมตร ชนิดไม้และพืชพื้นล่างที่พบได้แก่ ประดู่ ชิงชัน เก็ดแดง เก็ดดำ รกฟ้า มะเฟืองช้าง ตะแบกเลือด ปู่เจ้า มะกอกเกลื้อน ไผ่ไร่ ไผ่บง ไผ่ซาง เห็ดจั่น เห็ดมัน เห็ดซาง และเห็ดขอน ป่าเต็งรัง พบตามสันเขาที่มีความสูงระหว่าง 700-1,000 เมตรจากระดับน้ำทะเล พันธุ์ไม้และพืชพื้นล่างที่พบ ได้แก่ เต็ง รัง เหียง พะยอม มะม่วงหัวแมงวัน กระโดน ติ้ว กระท่อมหมู ปรง เห็ดไข่ห่านเหลือง และเห็ดขมิ้นใหญ่ เป็นต้น ป่าดิบแล้ง พบกระจายอยู่ทั่วไป แต่เป็นบริเวณไม่กว้างนัก พันธุ์ไม้และพืชพื้นล่าง ได้แก่ ตะเคียนทอง ยมหอม เชียด เลือดม้า กระทุ่มบก ลำพูป่า เฟิน ผักกูด กีบแรด บอน เห็ดแดง และเห็ดขมิ้นน้อย และยังพบกล้วยไม้นานาชนิด เช่น สิงโตสยามฯ สัตว์ป่าที่พบในอุทยานแห่งชาติขุนสถาน ได้แก่ เสือโคร่ง หมีควาย กวางป่า เลียงผา หมูป่า ลิง อีเห็น หมูหริ่ง หมาหริ่ง กระต่ายป่า ตุ่น อ้น กระรอก นกขุนทอง นกแก้ว นกขมิ้น นกหัวขวาน นกแซงแซวหางบ่วง นกตะขาบทุ่ง แย้ ตะกวด กิ้งก่า ตุ๊กแกป่า กบ เขียด อึ่งอ่าง คางคก ฯลฯ สำหรับในบริเวณแหล่งน้ำเหนืออ่างเก็บน้ำสิริกิตติ์ มีปลาอาศัยอยู่หลายชนิด เช่น ปลานิล ปลาตะเพียนแดง ปลาแรด ปลาชะโด ปลาไน ปลาช่อน ปลาบู่ทอง ปลาสลาก ปลาตะโกก ปลาหมอ และปลาสร้อย เป็นต้น รถยนต์ เส้นทางไปอุทยานแห่งชาติขุนสถาน มี 2 เส้นทาง คือ • ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 101 (ถนนยนตรกิจโกศล) เป็นเส้นทางจากตัวจังหวัดแพร่ไปจังหวัดน่าน จากจังหวัดแพร่ ระยะทางประมาณ 50 กิโลเมตร ถึงหมู่บ้านห้วยแก๊ต ตำบลไผ่โทนอำเภอร้องกวาง จังหวัดแพร่ ให้เลี้ยวขวาไปตามเส้นทางหลวง 1216 ระยะทางประมาณ 26 กิโลเมตร ถึงที่ทำการชั่วคราวอุทยานแห่งชาติขุนสถาน • จากจังหวัดน่าน ไปตามทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 101 ถึงอำเภอเวียงสา เลี้ยวขวาไปตามถนนเจ้าฟ้า ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 1026 สายอำเภอเวียงสา - อำเภอนาน้อย ระยะทางจากอำเภอเวียงสาถึงอำเภอนาน้อย ประมาณ 35 กิโลเมตร และจากอำเภอนาน้อยเลี้ยวขวา ไปตามทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 1216 ระยะทางประมาณ 31 กิโลเมตร ถึงที่ทำการชั่วคราวอุทยานแห่งชาติขุนสถาน