อุทยานแห่งชาติแม่ปิง มีพื้นที่ครอบคลุมอำเภอดอยเต่า จังหวัดเชียงใหม่ อำเภอลี้ จังหวัดลำพูน และอำเภอสามเงา จังหวัดตาก เป็นป่าที่อุดมไปด้วยทรัพยากรธรรมชาติป่าไม้และสัตว์ป่า มีทิวเขาทอดยาวเหยียดสลับซับซ้อน ลำห้วยน้อยใหญ่หลายสิบสาขาไหลผ่านที่สำคัญคือ ลำห้วยแม่หาด ลำห้วยแม่ก้อและทิวทัศน์ธรรมชาติที่สวยงามโดยเฉพาะพื้นที่ป่าตั้งอยู่ทางฝั่งซ้ายของลำน้ำปิงตอนเหนือของอ่างเก็บน้ำเขื่อนภูมิพลมีเนื้อที่ประมาณ 1,003 ตารางกิโลเมตร หรือ 626,875 ไร่ ได้ประกาศจัดตั้งให้เป็น "อุทยานแห่งชาติแม่ปิง" เมื่อวันที่ 13 กรกฎาคม 2524 
ลักษณะภูมิประเทศภูมิประเทศโดยทั่วไปเป็นเทือกเขาสูงสลับซับซ้อน ภูเขาส่วนใหญ่มีความสูงโดยเฉลี่ยประมาณ 900 เมตร จากระดับน้ำทะเลปานกลาง มียอดเขาที่สูงที่สุดชื่อ “ดอนห้วยหลาว” อยู่ทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือ มีความสูงประมาณ 1,238 เมตร จากระดับน้ำทะเลปานกลาง ตามเทือกเขาเหล่านี้เป็นต้นน้ำลำธารของห้วยแม่หาด ห้วยแม่ก้อ ห้วยโป่งกะ ห้วยม่วง ห้วยขุนเเม่น ห้วยไคร้ เป็นต้น ห้วยต่าง ๆ เหล่านี้จะไหลลงสู่ลำน้ำปิง
สำหรับพื้นน้ำส่วนที่อยู่ในเขตอุทยานแห่งชาติแม่ปิง เริ่มจากอำเภอดอยเต่า จังหวัดเชียงใหม่ ไหลลัดเลาะตามหุบเขาโตรกผาลงมาทางทิศใต้จนถึงตอนบนของอ่างเก็บน้ำเหนือเขื่อนภูมิพล อำเภอสามเงา จังหวัดตาก มีความยาวประมาณ 100 กิโลเมตร ความกว้างโดยเฉลี่ยของลำน้ำแม่ปิงประมาณ 500 เมตร ความลึกโดยเฉลี่ยประมาณ 30 เมตร ส่วนที่กว้างที่สุดของลำน้ำแม่ปิงในเขตอุทยานฯ อยู่ทางตอนใต้บริเวณเหนืออ่างเก็บน้ำเขื่อนภูมิพล มีความกว้างประมาณ 6 กิโลเมตร โดยทั่วไปชาวบ้านเรียกว่า “บ่อลม” และ “พระบาทห้วยห้าง”
ลักษณะภูมิอากาศโดยทั่วไปอุทยานแห่งชาติแม่ปิง มีลักษณะคล้ายคลึงกันกับท้องถิ่นใกล้เคียงของจังหวัดในภาคเหนือ กล่าวคือมี ฤดูฝน ฤดูร้อน ฤดูหนาวแต่เนื่องจากลักษณะภูมิประเทศและป่าปกคลุมเป็นพื้นที่ที่มีอาณาบริเวณกว้างขวางไพศาล จึงทำให้สภาพลักษณะภูมิอากาศในบางส่วนแตกต่างไปจากบริเวณใกล้เคียงบ้าง
พันธุ์ไม้และสัตว์ป่าพื้นที่ป่าส่วนใหญ่เป็นป่าผลัดใบ ประมาณ 80% ขึ้นกระจัดกระจายอยู่ทั่วไป โดยเฉพาะตามเทือกเขาที่เป็นดินปนทรายและมีความสูงไม่เกิน 1,000 เมตร จากระดับน้ำทะเลปานกลาง ส่วนที่เหลือ ประมาณ 20% เป็นป่าดงดิบขึ้นอยู่ตามหุบเขาและริมลำห้วย พรรณไม้ที่พบบ่อย ได้แก่ สัก เต็งรัง มะค่าโมง ประดู่ ตะแบก เหียง สนเขา สมพง มะขามป้อม รกฟ้า ตะเคียนหิน ตะเคียนทอง สมอไทย สมอพิเภก ไผ่ป่า สลัดได หวาย เฟิร์น
สัตว์ป่ามีอยู่ชุกชุมโดยเฉพาะอย่างยิ่งตามฝั่งแม่น้ำปิง เช่น เก้ง วัวแดง หมูป่า หมีควาย เลียงผา กวางผา เสือปลา ไก่ป่า ชะมดเช็ด ลิง ค่างเทา ชะนี สุนักจิ้งจอก กระต่ายป่า กระรอก นอกจากนี้ ยังมีนกชนิดต่าง ๆ ทั้งนกประจำถิ่น และย้ายถิ่นอีกมากมายภายในเขตอุทยานแห่งชาติ ยังเป็นแหล่งพันธุ์ปลาน้ำจืดที่สำคัญ เช่น ปลานิล ปลาสวาย ปลาตะเพียน ปลาบู่ ปลาแรด ฯลฯ
