อุทยานแห่งชาติลำน้ำน่าน มีพื้นที่อยู่ในอำเภอเมือง จังหวัดแพร่ และอำเภอท่าปลา อำเภอน้ำปาด จังหวัดอุตรดิตถ์ พื้นที่ป่าปกคลุมตามเทือกเขาสลับซับซ้อนที่อยู่สูงกว่าระดับเก็บกักน้ำสูงสุดของเขื่อนสิริกิติ์ ประกอบด้วยป่าดิบเขา ป่าดิบแล้ง ป่าเบญจพรรณ และป่าเต็งรัง เป็นป่าต้นน้ำของแม่น้ำยมในเขตจังหวัดแพร่ และลำน้ำสาขา ที่ไหลลงแม่น้ำน่านในจังหวัดอุตรดิตถ์ มีพื้นที่ประมาณ 624,468 ไร่ หรือ 999.15 ตารางกิโลเมตร โดยรวมพื้นที่ทั้งหมดราว 203 ตารางกิโลเมตร ของอ่างเก็บน้ำเขื่อนสิริกิตติ์เข้าไว้ด้วย

จากการสำรวจพื้นที่บริเวณป่าแม่แคม ป่าแม่ก๋อน และป่าแม่สาย ในท้องที่อำเภอเมืองแพร่ จังหวัดแพร่ และป่าลำน้ำน่านฝั่งขวา ป่าแม่จริม และป่าน้ำปาด ในท้องที่อำเภอท่าปลา อำเภอน้ำปาด จังหวัดอุตรดิตถ์ พบว่า มีสภาพป่าสมบูรณ์ และเป็นแหล่งต้นน้ำลำธารของอ่างเก็บน้ำเขื่อนสิริกิติ์ หรือลำน้ำน่าน ซึ่งประกอบด้วยป่าเบญจพรรณ ป่าเต็งรัง ป่าดิบเขา มีพันธุ์ไม้ที่มีค่าทางเศรษฐกิจ และสัตว์ป่าหลายชนิด

ส่วนอุทยานแห่งชาติ กรมป่าไม้ จึงได้นำเสนอคณะกรรมการอุทยานแห่งชาติ ซึ่งมีมติเห็นชอบให้กำหนดบริเวณที่ดินป่าแม่แคม ป่าแม่ก๋อน และป่าแม่สาย ในท้องที่ตำบลสวนเขื่อน ตำบลป่าแดง ตำบลช่อแฮ อำเภอเมืองแพร่ จังหวัดแพร่ และป่าลำน้ำน่านฝั่งขวา ป่าแม่จริม และป่าน้ำปาด ในท้องที่ตำบลท่าแฝก ตำบลนางพญา ตำบลน้ำหมัน ตำบลจริม ตำบลท่าปลา ตำบลผาเลือด อำเภอท่าปลา และตำบลแสนตอ อำเภอน้ำปาด จังหวัดอุตรดิตถ์ ซึ่งประกาศไว้ในราชกิจจานุเบกษา มีเนื้อที่ ประมาณ 999.15 ตารางกิโลเมตร หรือ 624,468 ไร่ ซึ่งประกาศในราชกิจจานุเบกษา เล่ม 115 ตอนที่ 67 ก ลงวันที่ 30 กันยายน 2541 นับเป็นอุทยานแห่งชาติลำดับที่ 87 ของประเทศไทย

สภาพพื้นที่ของอุทยานแห่งชาติลำน้ำน่าน เป็นเทือกเขาสลับซับซ้อนที่อยู่สูงกว่าระดับเก็บกักน้ำสูงสุดของเขื่อนสิริกิติ์ ประกอบด้วยดอยแม่แนง ดอยสันผักเหียก ดอนสันผาหมู ดอยปางม่วงคำ ดอยผาตืบ ภูพระยาพ่อ ดอยจะคาน เขาหาดหล้า เขาหวยจันทร์ ภูม่อนกระต่าย และภูขอนแก่น เป็นป่าต้นน้ำของแม่น้ำยมในเขตจังหวัดแพร่ และลำน้ำสาขาที่ไหลลงแม่น้ำน่านในจังหวัดอุตรดิตถ์ ได้แก่ น้ำแม่สาย น้ำแม่แนง ห้วยอมถ้ำ ห้วยปันเงิน ห้วยห้วยผาเวียง ห้วยปูโล ห้วยจันทร์ ห้วยม่วง ห้วยกั้ง ห้วยวังคำ และห้วยทราย เป็นต้น

เนื่องจากเป็นพื้นที่อยู่ในเขตมรสุมซึ่งมีสภาพอากาศร้อนชื้น อากาศอบอ้าว โดยมีอากาศร้อนจัดในเวลากลางวัน ฤดูฝนอยู่ระหว่าง เดือน พฤษภาคม - ตุลาคม ปริมาณน้ำฝนโดยเฉลี่ยประมาณ 1,440 มิลลิเมตร/ปี ฤดูหนาวในบริเวณยอดดอย และเทือกเขามีอากาศหนาวจัด ซึ่งเหมาะแก่การท่องเที่ยว

ป่าเหนือเขื่อนสิริกิติ์ พบว่ามีอยู่ 4 ประเภท คือ
ป่าดิบแล้ง พบอยู่ตามบริเวณเชิงเขา ยอดเขา และริมลำห้วย ในระดับความสูงจากน้ำทะเล 400-1,200 เมตร พันธุ์ไม้และพืชพื้นล่างที่พบ ได้แก่ กระบก กระท้อน ตะเคียนหิน สมพง มะม่วงป่า มะยมป่า ตาเสือ ยาง ไผหก ไผเฮียะ ตาว หวาย กล้วยป่า ผักกูด เฟิน ฯลฯ

ป่าเบญจพรรณ พบตามเนินเขามีความลาดชันไม่มากนักในระดับความสูงจากน้ำทะเล 200-1,000 เมตร พันธุ์ไม้และพืชพื้นล่างที่พบ ได้แก่ สัก ประดู่ มะค่าโมง แดง ชิงชัน ตะแบก เสลา โมกมัน อ้อยช้าง ไผ่ป่า ไผ่บง ไผซาง ไผ่รวก ไผ่ไร่ ฯลฯ ป่าเต็งรัง พบในบริเวณที่เป็นเนินเขาเตี้ยๆ มีหินโผล่มาก พันธุ์ไม้และพืชพื้นล่างที่พบ ได้แก่ เต็ง รัง เหียง พลวง รกฟ้า ประดู่ แดง ตะแบกเลือด แสลงใจ ปรง หญ้าเพ็ก โจด ฯลฯ

ป่าหญ้า เกิดขึ้นภายหลังจากการที่มีการบุกรุกแผ้วถางป่าเพื่อทำไร่เลื่อนลอย เมื่อดินหมดความสมบูรณ์ จึงมีหญ้าชนิดต่างๆ สลับกับไม่พุ่มเกิดขึ้น เช่น หญ้าคา หญ้าสาบเสือ เลา พง รวมทั้งมีไม้เลื้อยต่างๆ ขึ้นผสมกับลูกไม้ชนิดต่างๆ

จากสภาพป่าไม้ในเขตอุทยานแห่งชาติมีสัตว์ป่าและสัตว์น้ำชนิดต่างๆ หลายประเภท เช่น เก้ง กวางป่า กระจง เลียงผา หมูป่า ลิง ชะนี อีเห็น เม่น กระต่ายป่า กระรอก ไก่ป่า นกขุนทอง นกกางเขนดง นกเปล้า นกเงือก นกเป็ดน้ำ แย้ ตะกวด งูสิง งูเห่า งูจงอาง งูเหลือม ฯลฯ สำหรับในบริเวณอ่างเก็บน้ำมีปลาอยู่หลายชนิด ซึ่งบางชนิดอาจนำจากถิ่นอื่นมาปล่อย ได้แก่ ปลาชะโด ปลาซิวแก้ว ปลากะมัง ปลากะสูบ ปลาตะเพียนขาว ปลาตะโกก ปลานิล ปลาเนื้ออ่อน ปลาสวาย และปลายี่สก เป็นต้น

ใช้เส้นทางหวงหมายเลข 1045 สายอุตรดิตถ์-เขื่อนสิริกิติ์ ผ่านสามแยกร่วมจิต ทางเข้าอำเภอท่าปลา ไปจนถึงบ้านห้วยเจริญ มีป้ายอุทยานแห่งชาติลำน้ำน่าน เข้าไปตามทางลูกรังอีกประมาณ 4 กิโลเมตร ถึงที่ทำการอุทยานแห่งชาติ ซึ่งตั้งอยู่ริมอ่างเก็บน้ำเขื่อนสิริกิติ์