อุทยานแห่งชาติน้ำหนาวตั้งอยู่บริเวณเทือกเขาเพชรบูรณ์ ซึ่งเป็นเขตกั้นระหว่างภาคตะวันออกเฉียงเหนือและภาคเหนือ สภาพพื้นที่ทั่วไปเป็นเทือกเขาสูงทอดยาวผ่านจังหวัดชัยภูมิและจังหวัดเพชรบูรณ์ มีลักษณะเป็นเนินยอดป้านที่เกิดจากการยกตัวของเปลือกโลกบริเวณนี้ในอดีต มีความสูงอยู่ระหว่าง 650-1,200 เมตรจากระดับน้ำทะเล ประกอบด้วย ภูผาจิต ภูกุ่มข้าว โดยภูด่านอีป้องเป็นจุดสูงสุด มีความสูง 1,271 เมตรจากระดับน้ำทะเล ประกอบขึ้นเป็นป่าต้นน้ำลำธาร ต้นกำเนิดของลำธารสายยาว เช่น แม่น้ำป่าสัก แม่น้ำพอง แม่น้ำเลย ห้วยขอนแก่น ห้วยน้ำเชิญ ซึ่งไหลลงสู่เขื่อนอุบลรัตน์ และเขื่อนจุฬาภรณ์

โดยทั่วไปอากาศหนาวเย็นในตอนดึกและตอนเช้า ส่วนใหญ่ตอนกลางวันอากาศเย็นสบาย จึงกล่าวได้ว่า อุทยานแห่งชาติน้ำหนาวมีอากาศหนาวเย็นตลอดปี อุณหภูมิเฉลี่ยตลอดปี 25 องศาเซลเซียส ในฤดูฝนจะมีฝนตกชุกระหว่างเดือนกันยายน-ตุลาคม ส่วนใหญ่ฤดูหนาว อากาศหนาวเย็นมาก จนบางครั้งน้ำค้างจะกลายเป็นเกล็ดน้ำแข็ง อากาศจะหนาวเย็นที่สุดในเดือนธันวาคมและมกราคม ซึ่งในบางปีอุณหภูมิจะลดต่ำถึง 0 องศาเซลเซียส

ป่าน้ำหนาวเป็นป่าไม้ผืนใหญ่ติดต่อกัน ประกอบด้วยป่าหลายชนิดประกอบด้วย
ป่าดิบชื้น พบบริเวณหุบเขาและริมลำห้วย ชนิดพันธุ์ไม้ที่พบได้แก่ ยาง ตะเคียนทอง มะหาด ยมหอม ฯลฯ พืชพื้นล่างเป็นหวาย และปาล์ม เป็นต้น

ป่าดิบเขา เป็นป่าส่วนใหญ่ของอุทยานแห่งชาติพบขึ้นบริเวณยอดเขาที่มีความสูงจากระดับน้ำทะเลตั้งแต่ 800 เมตรขึ้นไป พันธุ์ไม้ที่ขึ้นบริเวณนี้ส่วนใหญ่เป็นก่อสกุลต่างๆ เช่น ก่อเดือย ก่อแป้น ก่อตาหมูน้อย ก่อตาหมูหลวง เป็นต้น

ป่าเบญจพรรณ พบขึ้นตามไหล่เขาต่อจากป่าดงดิบทางด้านทิศตะวันตกของอุทยานแห่งชาติ และกระจัดกระจายเป็นหย่อมๆ ทางด้านตะวันออกของอุทยานแห่งชาติ พันธุ์ไม้ที่สำคัญได้แก่ ประดู่ แดง ตะแบก งิ้วป่า ยอป่า ชิงชัน ซ้อ เป็นต้น

ป่าสนเขา พบในที่ประมาณ 700-900 เมตรจากระดับน้ำทะเล ลักษณะเป็นป่าโปร่งมีสนสามใบ และส่วนใหญ่จะขึ้นปะปนอยู่กับป่าเต็งรัง พืชพื้นล่างส่วนใหญ่เป็นหญ้าคา พบทางตอนใต้ของอุทยานแห่งชาติบริเวณสวนสนภูกุ่มข้าว ดงแปก และที่ทำการอุทยานแห่งชาติ

ป่าเต็งรัง เป็นป่าโปร่งขึ้นอยู่บริเวณที่แห้งแล้ง ความอุดมสมบูรณ์ของดินต่ำ หน้าดินตื้น เป็นกรวดหรือลูกรัง ทำให้ต้นไม้แคระแกร็น พันธุ์ไม้ที่สำคัญได้แก่ เต็ง รัง เหียง กราด รกฟ้า ฯลฯ พืชพื้นล่างส่วนใหญ่เป็นหญ้าเพ็ก พบบริเวณตอนกลางของอุทยานแห่งชาติทั้งสองข้างทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 12 และทุ่งหญ้า ประกอบไปด้วยหญ้าคา หญ้าเพ็ก มีพันธุ์ไม้ใหญ่ปะปนอยู่บ้าง เช่น ติ้ว กระโดน และแต้ว เป็นต้น

เนื่องจากป่าส่วนหนึ่งเป็นป่าโปร่งสลับกับทุ่งหญ้าและป่าดิบ มีดินโปร่งและน้ำไหลผ่านตลอดปี จึงทำให้ป่านี้มีสัตว์ป่าอาศัยอยู่อย่างชุกชุม เช่น ช้างป่า กระทิง วัวแดง กวางป่า เก้ง เสือโคร่ง เสือดาว ค่าง หมีควาย หมีคน เลียงผา หมาป่า กระจง เม่น หมูป่า กระต่ายป่า ค้างคาวมงกุฎหูโตมาร์แชล ค้างคาวไอ้แหว่งน้อย เต่าปูลู และเต่าเดือย สำหรับช้างป่านั้นมีอยู่ทั่วไป ซึ่งเราจะเห็นกองมูลช้างที่ถ่ายไว้ริมทางหลวงอยู่เสมอ นอกจากนี้ ยังมีนกชนิดต่างๆ มากว่า 200 ชนิด ตามทางเดินในป่าจะพบนกสีสวยๆ อยู่เสมอ เช่น นกแก้ว นกขุนแผน นกหก นกพญาปากกว้าง นกเดินดง นกแต้วแร้ว นกโพระดก นกหัวขวาน นกเหงือก นกกระจ้อย นกกินแมลงชนิดต่างๆ ไก่ฟ้าพญาลอ และไก่ป่า เป็นต้น และยังมีความหลากหลายของผีเสื้อมากกว่า 340 ชนิด 

ขอขอบคุณรูปภาพ และเนื้อหา โดย www.dnp.go.th