Es un parque nacional que se encuentra ubicado sobre la cordillera Central de Colombia en su parte más alta, entre los municipios de Villamaría en Caldas, Pereira y Santa Rosa de Cabal en Risaralda, Salento en el Quindío y Casablanca, Villahermosa, Líbano e Ibagué en el Tolima. La superficie es de 38.000 ha. La geología del parque puede dividirse en dos secciones: un eje central que está conformado por rocas de origen volcánico (lavas y lapilli), y un segundo segmento conformado por secuencias de esquistos metamórficos e intrusiones platónicas (granitos).
El parque cuenta con cinco volcanes nevados alineados que de norte a sur son: Nevado del Ruiz, volcán activo que presenta fumarolas y solfataras, cuya última explosión ocurrió en 1985; su cima se encuentra a 5.400 m y posee dos cráteres adventicios; Santa Isabel, volcán que se encuentra a 4.950 m y permanece inactivo; el Paramillo de Santa Rosa cuya elevación es de 4.600 m y no presenta actividad; el Cisne, volcán con un domo basáltico y andesítico y finalmente el Nevado del Tolima, volcán activo que presenta fumarolas, solfataras y fuentes termales; su última explosión fue en 1943. Actualmente los glaciares sólo se encuentran en el Ruiz, Santa Isabel y el Tolima por encima de los 4.800 m, dentro de un proceso de retroceso continuo debido al calentamiento global.
En el parque, la temperatura tiene un promedio que entre 14 y 3 ºC entre la base y las cimas; en la vertiente occidental la precipitación varía entre 2.500 mm anuales y en las zonas inferiores 1.500 mm en las partes más altas, mientras que en la vertiente oriental los promedios están entre 1.250 mm en las partes más bajas y 1.000 mm por encima de los 4.200 m. Existen tres tipos de biomas representativos: los restos de la selva alto andina, el páramo y el periglaciar, cada uno con una flora y fauna propias entre las que se encuentran especies endémicas.