อุทยานแห่งชาติแม่ปืม มีอาณาเขตไม่มากนัก แต่ป่าเบญจพรรณและป่าเต็งรังที่ปกคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของอุทยานแห่งชาติก็เป็นจุดเด่นที่สร้างสีสันงดงามในยามหน้าแล้งที่ผืนป่าพากันเปลี่ยนสี อุทยานแห่งชาติมีพื้นที่ประกอบด้วย 2 ส่วน คือ ป่าดอยปุย และป่าแม่ปืม ป่าดอยปุยอยู่ในเขตอำเภอพานและอำเภอเมือง จังหวัดเชียงราย ป่าแม่ปืมอยู่ในพื้นที่อำเภอพานและอำเภอป่าแดด จังหวัดเชียงราย และอำเภอแม่ใจ จังหวัดพะเยา พื้นที่ประมาณ 222,500 ไร่ หรือ 356 ตารางกิโลเมตร (พื้นที่อยู่ในเขตจังหวัดเชียงราย ประมาณ 137,431 ไร่ หรือ 220 ตารางกิโลเมตร และอยู่ในเขตจังหวัดพะเยา ประมาณ 85,069 ไร่ หรือ 136 ตารางกิโลเมตร)ภายในอุทยานฯ มีอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ คือ อ่างเก็บน้ำแม่ปืม