ภูมิประเทศ อุทยานแห่งชาติภูซาง มีพื้นที่เป็นเทือกเขาสลับซับซ้อนติดเขตแดนสาธารณรัฐประชาธิปไตยประชาชนลาว มีความสูงตั้งแต่ 440-1,548 เมตรจากระดับน้ำทะเลปานกลาง ยอดเขาที่สูงที่สุด คือ ยอดเขาดอยผาหม่น มีความสูงประมาณ 1,548 เมตรจากระดับน้ำทะเลปานกลาง เป็นแหล่งต้นน้ำลำธารของแม่น้ำลาว น้ำหงาว น้ำเปื๋อย น้ำบง และน้ำญวน เพื่อหล่อเลี้ยงพื้นที่เกษตรกรรมของประชาชนในเขต อำเภอภูซาง อำเภอเชียงคำ จังหวัดพะเยา และ อำเภอเทิง จังหวัดเชียงราย อาณาเขตติดต่อด้านทิศเหนือ อำเภอเทิง จังหวัดเชียงราย อาณาเขตติดต่อด้านทิศใต้ อำเภอเชียงคำ จังหวัดพะเยา อาณาเขตติดต่อด้านทิศตะวันออก สาธารณรัฐประชาธิปไตยประชาชนลาว อาณาเขตติดต่อด้านทิศตะวันตก อำเภอภูซาง

น้ำตกภูซาง เป็นน้ำตกชั้นเดียว ซึ่งตกลงสู่แอ่งน้ำเบื้องล่างสูงประมาณ 25 เมตร น้ำตกภูซางเป็นน้ำตกที่เป็นกระแสน้ำอุ่น มีอุณหภูมิประมาณ 35 องศาเซลเซียส