พื้นที่: 146,875  ไร่ ภูมิประเทศ: พื้นที่เป็นป่าที่สมบูรณ์ติดต่อกันเป็นผืนใหญ่ ตรงรอยต่อของจังหวัดแพร่กับจังหวัดอุตรดิตถ์ ลักษณะเป็น ภูเขาสูง และบางส่วนสูงชัน ตลอดทั่วพื้นที่ติดต่อกันเป็นเทือกยาวทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือสู่ตะวันตกเฉียงใต้ มีแนวเขาสูงอยู่ตอนกลางของพื้นที่ตามทิศตะวันออกเฉียงเหนือ ไปตะวันตกเฉียงใต้ ซึ่งเป็นแนวแบ่งเขตของจังหวัดแพร่กับจังหวัดอุตรดิตถ์ มียอดสูงสุดคือ เขาพญาฝ่อ หรือชาวบ้านเรียกพญาพ่อ มีระดับความสูง 1,447 เมตร ติดต่อกันเป็นแนวยาวตลอด ครอบคลุมพื้นที่ของจังหวัดแพร่ คือ ตำบลช่อแฮ อำเภอเมือง ตำบลบ้านกวาง ตำบลบ้านเหล่า ตำบลห้วยฝาย อำเภอสูงเม่น ตำบลแม่จั๊วะ ตำบลห้วยไร่ อำเภอเด่นชัย ในส่วนของจังหวัดอุตรดิตถ์ คือ ตำบลบ้านด่านนาขาม อำเภอเมือง ตำบลน้ำหมัน อำเภอท่าปลา เนื่องจากพื้นที่เป็นเนินเขา และภูเขาที่สูงชันต่อกันเป็นลูกคลื่นจะมีที่ราบแคบๆ ตามริมห้วยและยอดเขา ทำให้พื้นที่เกือบทั้งหมดเป็นพื้นที่ลุ่มน้ำชั้น 1 A และชั้น 2 มียอดเขาที่สำคัญคือ ดอยผาอือ เขาพญาพ่อ ดอยห้วยน้ำออก ดอยห้วยเกิน ดอยผาลักไก่ เป็นต้น จึงทำให้เป็นแหล่งต้นน้ำลำธาร ของห้วยแม่สาย ห้วยเหมือง น้ำแม่มาน น้ำร่องแค น้ำร่องม้า ห้วยแม่จั๊วะ ห้วยแม่พวก ห้วยแม่แรม ห้วยลากปืน ส่วนด้านจังหวัดอุตรดิตถ์ เป็นต้นน้ำลำธารของห้วยโปร่ง ห้วยน้ำริด ห้วยน้ำลี ไหลผ่านอำเภอท่าปลาลงสู่อ่างเก็บน้ำสิริกิตติ์ ภูมิอากาศ: พื้นที่อยู่ทางทิศเหนือของประเทศไทย มีแนวเทือกเขาสูงวางตัวทอดตามทิศตะวันออกเฉียงเหนือ กับทิศตะวันตกเฉียงใต้ ทางตอนกลางของพื้นที่ ทำให้พื้นที่รับลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ที่พัดมาจากมหาสมุทรอินเดียได้ ส่วนในฤดูหนาวและฤดูร้อน เนื่องจากพื้นที่มีความลาดชันมาก และมีภูเขาสลับซับซ้อน จึงมีอากาศร้อนจัดในฤดูร้อน และหนาวจัดในฤดูหนาว เพราะได้รับลมที่พัดจากตะวันออกเฉียงเหนือโดยตรง จากข้อมูลของสถานีตรวจอากาศแพร่ จังหวัดแพร่ พบว่าอุณหภูมิเฉลี่ยในฤดูหนาวประมาณ 12-26 องศาเซลเซียส และในฤดูร้อนประมาณ 20-37 องศาเซลเซียส ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยอยู่ในช่วงระหว่าง 1,250-1,430 มิลลิเมตรต่อปี มีฝนตกมากที่สุดประมาณเดือนสิงหาคมถึงเดือนกันยายน และจากข้อมูลของสถานีตรวจอากาศจังหวัดอุตรดิตถ์ พบว่า มีอุณหภูมิเฉลี่ยในปี 2538 ประมาณ 28.25 องศาเซลเซียส เดือนที่หนาวที่สุดคือเดือนธันวาคมที่อุณหภูมิ 17.35 องศาเซลเซียส และเดือนที่ร้อนจัดเมษายน อุณหภูมิประมาณ 39.22 องศาเซลเซียส มีปริมาณน้ำฝนทั้งปีในปี 2538 วัดได้ 1,664.8 มิลลิเมตร มีปริมาณน้ำฝนมากที่สุดในเดือนสิงหาคม วัดได้ 411.9 มิลลิเมตร ธรณีวิทยา: พื้นที่ที่สำรวจส่วนใหญ่จะเป็นภูเขาและเทือกเขาในระดับความลาดชัน 35 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป มีหินโผล่มาก จำพวกหินปูน หินลูกรัง ดินที่พบจากเอกสารของสถานีพัฒนาที่ดิน จังหวัดอุตรดิตถ์ บริเวณดังกล่าว มีทั้งดินตื้นและดินลึก ลักษณะของเนื้อดิน และความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติแตกต่างกันไป แล้วแต่ชนิดของหิน ต้นกำเนิด ในบริเวณนั้นมักมีเศษหิน ก้อนหิน หรือหินโผล่ กระจัดกระจายทั่วไป ส่วนใหญ่ยังปกคลุมด้วยป่าไม้ประเภทต่างๆ เช่น ป่าเบญจพรรณ ป่าเต็งรัง หรือป่าดงดิบชื้น หลายแห่งมีการทำไร่เลื่อนลอยผ่านไปแล้ว โดยปราศจากการอนุรักษ์ดิน และน้ำ ซึ่งเป็นผลทำให้เกิดการชะล้างพังทลายของหน้าดินจนบางแห่งเหลือแต่หินโผล่ กลุ่มดินนี้ส่วนใหญ่ไม่ควรใช้ประโยชน์ทางเกษตร เนื่องจากมีปัญหาหลายประการที่มีผลกระทบต่อระบบนิเวศน์ ควรสงวนไว้เป็นป่าตามธรรมชาติ เพื่อรักษาแหล่งต้นน้ำลำธาร