อุทยานแห่งชาติแม่ยม ตั้งอยู่ในพื้นที่ครอบคลุมของอำเภองาว จังหวัดลำปาง และอำเภอสอง จังหวัดแพร่ มีพื้นที่ประมาณ 284,218.75 ไร่ หรือ 454.75 ตารางกิโลเมตร มีลักษณะเป็นเทือกเขาสูงทั้งด้านทิศตะวันออกและทิศตะวันตกของพื้นที่ ลาดมายังแม่น้ำยมที่ไหลผ่านตอนกลางของพื้นที่ มีเทือกเขาอย่างดอยหลวง ดอยยาว ดอยขุนห้วยแปะ และดอยโตน เป็นต้น ซึ่งเป็นต้นกำเนิดแม่น้ำและลำห้วย อย่างเช่น น้ำแม่ปุง น้ำแม่ลำ น้ำแม่เต้น น้ำแม่สะกึ๋น น้ำแม่เป๋า ห้วยผาลาด ห้วยแม่ปง ห้วยแม่พุง ห้วยแม่แปง ห้วยเค็ด ห้วยปุย ห้วยเลิม และห้วยแม่ปุ๊ เป็นต้น และมีลำน้ำแม่งาว ไหลมารรจบกับแม่น้ำยมที่บริเวณอุทยานทางด้านทิศเหนือไปทิศใต้ เป็นบริเวณที่ราบลาดเอียง ระดับความสูงประมาณ 180 เมตรจากระดับน้ำทะเล บริเวณอำเภอสอง แล้วลดความสูงมาเป็น 157 เมตร ส่วนทางด้านแนวทิศตะวันออกและทิศตะวันตกนั้น มีพื้นที่ลาดเอียงสู่แม่น้ำยมทั้งสองด้าน ดินส่วนใหญ่เป็นดินลูกรังและดินร่วนปนทราย ชนิดหินเป็นหินชั้นและหินเชลกรมป่าไม้ได้นำเสนอคณะกรรมการอุทยานแห่งชาติเห็นสมควรให้ออกพระราชกฤษฎีกากำหนดพื้นที่ดังกล่าวเป็นอุทยานแห่งชาติ เมื่อ 23 มกราคม 2527 โดยใช้ชื่อว่า “อุทยานแห่งชาติแม่ปุง” ต่อมาได้เปลี่ยนชื่อเป็น “อุทยานแห่งชาติแม่ยม” โดยกำหนดพื้นที่บริเวณที่ดินป่าแม่ปุง ป่าแม่เป้าและป่าแม่สอง ในท้องที่ตำบลเตาปูน ตำบลสะเอียบ อำเภอสอง จังหวัดแพร่ และป่าแม่งาวฝั่งซ้าย ในท้องที่ตำบลแม่ตีบ อำเภองาว จังหวัดลำปาง ให้เป็นอุทยานแห่งชาติ เมื่อวันที่ 1 มีนาคม 2529 เป็นอุทยานแห่งชาติลำดับที่ 51 ของประเทศ[1]