สภาพพื้นที่ของอุทยานแห่งชาติลำน้ำน่านเป็นเทือกเขาสูงสลับซับซ้อนกัน มีเทือกเขาและดอยเขาหลายดอย ได้แก่ ดอยดอยแม่แนง ดอยสันผักเหียก ดอนสันผาหมู ดอยปางม่วงคำ ดอยผาตืบ ภูพระยาพ่อ ดอยจะคาน เขาหาดหล้า เขาหวยจันทร์ ภูม่อนกระต่าย ภูขอนแก่น และในบริเวณอุทยานยังเป็นต้นกำเนิดของแม่น้ำยมในจังหวัดแพร่ และเป็นต้นกำเนิดของแม่น้ำสาขาของแม่น้ำน่าน จ.อุตรดิตถ์ แม่น้ำและห้วยสำคัญได้แก่ แม่สาย น้ำแม่แนง ห้วยอมถ้ำ ห้วยปันเงิน ห้วยห้วยผาเวียง ห้วยปูโล ห้วยจันทร์ ห้วยม่วง ห้วยกั้ง ห้วยวังคำ และห้วยทราย เป็น