ภูมิประเทศของอุทยานแห่งชาติขุนสถาน เป็นภูเขาสลับซับซ้อนมีความสูงชัน ทอดตัวจากทิศเหนือสู่ทิศใต้ มีแนวสันเขาของดอยแปรเมือง เป็นแนวแบ่งเขตระหว่างจังหวัดแพร่ และจังหวัดน่าน มีลำธารและลำห้วยไหลลงสู่แม่น้ำหลายสาย เช่น น้ำสา น้ำถา น้ำแหง น้ำแม่สาคร เป็นต้น ดอยที่สำคัญ เช่น ดอยกู่สถาน มีความสูง 1,630 เมตร ดอยแปรเมือง มีความสูง 1,395 เมตร ดอยขุนห้วยฮึก มีความสูง 1,233 เมตร ดอยแม่จอก มีความสูง 1,424 เมตร และดอยที่สูงที่สุดคือ ดอยภูคา สูง 1,728 เมตรจากระดับน้ำทะเล

ลักษณะภูมิอากาศ ของอุทยานแห่งชาติขุนสถานแบ่งออกเป็น 3 ฤดู คือ ฤดูร้อน เริ่มตั้งแต่เดือนมีนาคมถึงเดือนพฤษภาคม ฤดูฝน เริ่มเดือนมิถุนายนถึงเดือนตุลาคม และฤดูหนาว เริ่มตั้งแต่เดือนพฤศจิกายนถึงเดือนกุมภาพันธ์ จากข้อมูลภูมิอากาศตั้งแต่ปี พ.ศ. 2535 - 2540 ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยรายปี วัดได้ 1,194 มิลลิเมตรต่อปี อุณหภูมิสูงสุดเดือนพฤษภาคม 25 องศาเซลเซียส อุณหภูมิต่ำสุดเดือนมกราคม 5 องศาเซลเซียส อุณหภูมิเฉลี่ยรายปี 27 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 250-1,00 เมตร ชนิดไม้และพืชพื้นล่างที่พบได้แก่ ประดู่ ชิงชัน เก็ดแดง เก็ดดำ รกฟ้า มะเฟืองช้าง ตะแบกเลือด ปู่เจ้า มะกอกเกลื้อน ไผ่ไร่ ไผ่บง ไผ่ซาง เห็ดจั่น เห็ดมัน เห็ดซาง และเห็ดขอน และ ป่าเต็งรัง พบตามสันเขาที่มีความสูงระหว่าง 700-1,000 เมตรจากระดับน้ำทะเล พันธุ์ไม้และพืชพื้นล่างที่พบ ได้แก่ เต็ง รัง เหียง พะยอม มะม่วงหัวแมงวัน กระโดน ติ้ว กระท่อมหมู ปรง เห็ดไข่ห่านเหลือง และเห็ดขมิ้นใหญ่ เป็นต้น

ป่าดิบชื้น ขึ้นอยู่ตามริมห้วย 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

ใช้เส้นทางจากตัวจังหวัดแพร่ได้ 2 เส้นทาง คือ

- ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 101 (ถนนยนตรกิจโกศล) เป็นเส้นทางจากตัวจังหวัดแพร่ไปจังหวัดน่าน มาตามเส้นทางประมาณ 66 กิโลเมตรจะถึงหม่บ้านห้วยแก๊ต ให้เลี้ยวขวาไปตามเส้นทางหลวง 1216 ถึงที่ทำการอุทยานแห่งชาติ ระยะทางประมาณ 24 กิโลเมตร

- จากจังหวัดน่าน ไปตามทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 1026 สายอำเภอเวียงสา - อำเภอนาน้อย และจากอำเภอนาน้อยเลี้ยวขวา ไปถึงท่ทำการอุทยาน ระยะทางประมาณ 33 กิโลเมตร

- สำหรับการเดินทาง ไปแหล่งท่องเที่ยว ในพื้นที่ลำนำน่านตอนบนเขื่อนสิริกิต์ ใช้เส้นทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 101 ไปถึงอำเภอเวียงสา เลี้ยวขวาไปตามถนนเจ้าฟ้า ทางหลวงจังหวัดหมายเลข 1026 จากอำเภอเวียงสา อำเภอนาน้อย ระยะทางประมาณ 35 กิโลเมตร และจากอำเภอนาน้อย ไปตามถนนลาดยาง ไปอำเภอนาหมื่น ระยะทางประมาณ 20 กิโลเมตร และจากอำเภอนาหมื่นแยกเลี้ยวซ้าย ไปตามถนนลาดยาง ไปบ้านปากนาย ระยะทางประมาณ 22 กิโลเมตร

อุทยานแห่งชาติขุนสถาน มีสภาพธรรมชาติที่สวยงาม ก่อให้เกิดทัศนียภาพสองข้าง ตามเส้นทางหลวงแผ่นดิน หมายเลข 1216 ระหว่างบ้านขุนสถาน ถึงบ้านส้าน ตำบลสันทะ อำเภอนาน้อย จังหวัดน่าน และยังมีแหล่งท่องเที่ยวที่น่าสนใจดังนี้