Il P.N.A.L.M. è costituito principalmente da un insieme di catene montuose la cui altitudine varia dai 900 ai 2000 m s.l.m., la vetta più alta è rappresentata dal monte Petroso (2247 m. s.l.m.). Le montagne del Parco alternano vette tondeggianti, tipiche dell'Appennino, a pendii dirupati e dal tipico aspetto alpino. Nella zona centrale del Parco scorre la parte alta del fiume Sangro, al quale affluiscono vari torrenti. A causa del fenomeno carsico, le acque scorrono spesso in letti sotterranei e le risorgive si trovano quindi a valle, talvolta anche fuori dal territorio protetto (come ad esempio il lago di Posta Fibreno).

La flora del Parco è ricca ed interessante con vari endemismi tra cui il giaggiolo del Parco (Iris marsica) e il pino nero di Villetta Barrea. Tuttavia il paesaggio vegetale del Parco è prevalentemente costituito da foreste di faggio. Questo, infatti, è l'albero più comune del Parco e le faggete occupano più del 60% dell'intera superficie creando un paesaggio ricco di colori che variano al trascorrere delle stagioni (particolarmente belle le tonalità nel periodo autunnale). In alcune località sono sopravvissute porzioni di foresta vergine, sempre più rare nel resto dell'Appennino. Una caratteristica di queste selve naturali è data dalla presenza di grandi alberi secolari, come ad esempio il colossale acero montano di Monte Tranquillo.

La fauna del Parco è ricca e di eccezionale valore. L'animale più famoso, simbolo stesso del Parco, è l'orso bruno marsicano. Anche se molto raro, incontrarlo non è impossibile (personalmente ho avuto occasione di incontrarlo due volte durante le mie escursioni), anche se è molto più facile incontrare i segni della sua presenza, come le grosse pietre rivoltate che l'orso sposta allo scopo di procurarsi gli insetti di cui è ghiotto. Tra la fauna del Parco il secondo posto, per importanza, spetta al camoscio d'Abruzzo da molti definito il più bel camoscio del mondo. Tra gli animali del Parco è doveroso segnalare il lupo, il cervo e la lince.