พื้นที่อุทยานแห่งชาติขุนขานตั้งอยู่ระหว่างเส้นละติจูดที่ 18 องศา 46 ลิปดา ถึง 19 องศา 02 ลิปดาเหนือ และลองติจูดที่ 98 องศา 23 ลิปดา ถึง 98 องศา 49 ลิปดาตะวันออก อาณาเขตทิศเหนือจด เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าสะเมิง ท้องที่ตำบลยั้งเมิน อำเภอสะเมิง จังหวัดเชียงใหม่ ทิศใต้จดพื้นที่เตรียมการประกาศอุทยานแห่งชาติออบขาน ท้องที่ตำบลบ่อแก้ว ตำบลแม่สาบ อำเภอสะเมิง จังหวัดเชียงใหม่ และพื้นที่ป่าสงวนแห่งชาติป่าแม่แจ่ม ท้องที่ตำบลแม่นาจร อำเภอแม่แจ่ม จังหวัดเชียงใหม่ ทิศตะวันออกจด เขตอำเภอแม่ริม ท้องที่ตำบลโป่งแยง ตำบลแม่แรม อำเภอแม่ริม จังหวัดเชียงใหม่ ทิศตะวันตกจด พื้นที่ป่าสงวนแห่งชาติป่าแม่แจ่ม ท้องที่ตำบลแม่แดด ตำบลแม่นาจร อำเภอแม่แจ่ม จังหวัดเชียงใหม่

พื้นที่ส่วนใหญ่เป็นเทือกเขาสลับซับซ้อนโดยทั่วไป มีความสูงตั้งแต่ 500-1,708 เมตรจากระดับน้ำทะเล ยอดเขาที่สุงที่สุดคือ ยอดดอยปุงเกี้ย สูง 1,708 เมตร เป็นแหล่งต้นน้ำลำธารของแม่น้ำแม่ขาน และแม่น้ำแม่แจ่ม แม่น้ำทั้ง 2 สาย ไหลลงสู่แม่น้ำปิง

สภาพภูมิอากาศเย็นสบายตลอดปี อุณหภูมิสูงสุดเฉลี่ย 28 องศาเซลเซียส ต่ำสุดเฉลี่ย 18 องศาเซลเซียส อุณหภูมิเฉลี่ยโดยทั่วไป 23 องศาเซลเซียส ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยทั้งปี 1,380 มิลลิเมตร

อุทยานแห่งชาติขุนขานมีแหล่งท่องเที่ยวทางธรรมชาติหลากหลาย เช่น ถ้ำ น้ำตก หน้าผา จัดเส้นทางเดินป่าระยะไกล รวมทั้งได้รับความร่วมมือจากชาวบ้านในการรักษาป่า เช่น ป่าสนบ้านวัดจันทร์ ซึ่งเป็นป่าสนเขาซึ่งมีทั้งสนสองใบและสนสามใบที่ยังคงความสมบูรณ์ มีอาณาเขตกว้างขวาง หมู่บ้านชาวกะเหรี่ยงที่อาศัยอยู่บริเวณนี้ได้ช่วยกันดูแลรักษาป่าผืนนี้ไว้ เพราะเป็นป่าต้นน้ำที่เอื้อประโยชน์ต่อการดำรงชีวิต จึงเป็นอุทยานแห่งชาติอีกแห่งหนึ่ง ที่ควรไปเยี่ยมชม วัฒนธรรมประเพณีของชาวเขา และแหล่งท่องเที่ยวทางธรรมชาติดังนี้