位于中国河南省西南部，东西绵延八百余里。属秦岭山脉东段。西北-东南走向。西北接熊耳山，南接南阳盆地，东南遥接桐柏山。为淮河与汉江分水岭。属北亚热带向暖温带的过渡地带，也是河南省境内平均海拔最高、人类活动相对稀少、地质地貌、自然生态保存完好的山水胜地。是一座景色优美的世界地质公园。

伏牛山是我国北亚热带和暖温带的气候分区线，和中国动物区划古北界和东洋界的分界线，也是华北、华中、西南植物的镶嵌地带，属暖温带落叶阔叶林向北亚热带常绿落叶混交林的过渡区。区内森林植被保存完好，森林覆盖率达88％，是北亚热带和暖温带地区天然阔叶林保存较完整的地段。园区内所保存的地质遗迹记录了中朝古陆在板块构造体制下活动性大陆边缘的离散、聚合、增生及其与秦岭微板块、扬子板块碰撞、拼合；记录了主造山期各大构造岩片的推覆叠置及其造山期后的伸展、拆离、滑脱等变质变形过程；记录了恐龙时代从鼎盛到衰亡绝灭的演变历史。