อุทยานแห่งชาติเฉลิมรัตนโกสินทร์อยู่ในเขตเทือกเขาภาคตะวันตก ลักษณะพื้นที่โดยทั่วไปประกอบด้วยภูเขาสลับซับซ้อน ส่วนใหญ่เป็นภูเขาหินปูน อยู่สูงจากระดับน้ำทะเลปานกลางระหว่าง 240-1,257 เมตร ประกอบด้วยเขากำแพง เขาไม้หอม เขาพุช้างหมอบ จุดสูงสุดคือ ยอดเขากำแพงมีความสูงประมาณ 1,260 เมตร จากระดับน้ำทะเลปานกลาง เทือกเขาเหล่านี้เป็นแหล่งต้นน้ำลำธารของห้วยแม่พลู ห้วยตะกวด ห้วยแม่กระพร้อย และห้วยกระพร้อย