Le parc naturel (41 342 ha) est situé entre 900 et 2 648 m d'altitude. Les deux grandes cordillères de Cadí et de Moixeró, qui s'unissent au col de Tancalaporta, forment une imposante barrière montagneuse dont les flancs sont constitués de parois rocheuses dépassant parfois les 500 m. De profondes vallées encaissées abritent une végétation exceptionnelle et inhabituelle dans une région méditerranéenne. Au sud-ouest du parc s'étend le site naturel d'intérêt national du Pedraforca, emblématique de la Catalogne.