Il parco si sviluppa attorno al Massiccio del Marguareis (2651 m), la porzione più sud occidentale delle Alpi Marittime, e comprende due valli: la Valle Pesio e una porzione dell'Alta Valle Tanaro.
La sua particolare posizione lo ha reso noto per la varietà della flora. Conserva, infatti, circa un quarto delle specie vegetali presenti in Italia. Varia e ricca la presenza della fauna: camosci, aquile, cervi e caprioli popolano il territorio. Da qualche anno è ricomparso il lupo.
Sia sul versante Tanaro che in Valle Pesio esiste un percorso naturalistico attrezzato per approfondire la conoscenza del grande patrimonio naturalistico di queste vallate. Una rete di rifugi in alta quota (Garelli, Mondovì, Pian Rosso) rende agevole il giro completo del massiccio del Marguareis, mentre nel cuore del Parco, immerso nelle foreste di abete bianco della valle Pesio, è aperto il rifugio di Pian delle Gorre. Per chi ama gli animali è da non perdere, a poca distanza da Pian delle Gorre, l'osservatorio faunistico, da dove si possono ammirare, con un po'; di fortuna e di silenzio, cervi, camosci e caprioli.
Presso il Rifugio Garelli, a due ore di cammino da Pian delle Gorre a circa 2000 m di quota, si trovano due stazioni botaniche, collegate tra di loro da un percorso autoguidato, ove sono ospitate esclusivamente specie vegetali che vivono nella fascia alpina, nivale delle Alpi Liguri e Marittime. L'ingresso è libero, tutti i giorni, dal 1° giugno al 15 settembre.
Il parco ospita il più importante sistema carsico alpino del Piemonte, con oltre 150 km di grotte esplorate, che raggiungono i 1000 metri di profondità. Il paesaggio è caratterizzato da vasti boschi di abete bianco, faggio e larice. La Valle Pesio, grazie alla sua posizione geografica e al suo clima, può vantare un'eccezionale varietà di specie floristiche (circa 1500) che coesistono con specie alpine continentali e mediterranee, tra le quali spiccano il Cypripedium calceolus, la Saxifraga cernua, il Phyteuma cordatum e la Viola pinnata.
Dal punto di vista architettonico troviamo all'interno del Parco, in Valle Pesio, la meravigliosa Certosa di Pesio, antico monastero medioevale; mentre sul versante Tanaro meritano invece di essere visitati i nuclei abitati tradizionali di Carnino.
Altro punto di interesse è il Museo del Parco - Centro Aldo Viglione, presso la sede dell’Ente in Via S. Anna, 34 a Chiusa di Pesio. Ospita un’esposizione permanente di 300 fotografie di Michele Pellegrino che offrono uno spaccato sui beni ambientali locali e fanno riflettere i visitatori in merito al recupero e alla valorizzazione del patrimonio naturalistico.
