อุทยานแห่งชาติไทรทองอยู่ในเขตเทือกเขาพระยาฝ่อ และเทือกเขาพังเหย มีลักษณะภูมิประเทศประกอบด้วยภูเขาสูงต่ำหลายลูกเรียงรายสลับซับซ้อน มีระดับความสูงตั้งแต่ 300 เมตรจากระดับน้ำทะเล ถึงสูงสุดที่ยอดเขาพังเหย 1,008 เมตร เป็นพื้นที่ป่าต้นน้ำของลำห้วยโป่งขุนเพชร ลำห้วยเชียงทา ลำห้วยแย้ ลำห้วยยาง ล้ำน้ำเจา ลำน้ำเจียง ซึ่งเป็นสาขาของแม่น้ำชี