สภาพภูมิประเทศทั่วไปของพื้นที่เป็นพื้นที่ต้นน้ำชั้น 1A มีเขาสูงชันสลับซับซ้อนติดต่อกัน โดยมีระดับความสูงตั้งแต่ 600-1,745 เมตรจากระดับน้ำทะเล มียอดดอยผีปันน้ำในเทือกเขาผีปันน้ำเป็นจุดสูงสุด ที่ความสูงประมาณ 1,745 เมตรจากระดับน้ำทะเล อุทยานแห่งชาติขุนน่านเป็นต้นกำเนิดของลำน้ำว้า อันเป็นลำน้ำสายใหญ่และสำคัญ ไหลผ่านกลางพื้นที่ในแนวทิศเหนือไหลลงทิศใต้ มีระยะทางการไหลผ่านพื้นที่ประมาณ 25.5 กิโลเมตร และมีลำห้วยสำคัญที่ไหลลงลำน้ำว้า ได้แก่ น้ำปาด น้ำสะปัน ห้วยตี๋ ห้วยห้า และน้ำแปด