垦丁国家公园位于台湾本岛最南端的恒春半岛，三面环海，东面太平洋，西邻台湾海峡，南濒巴士海峡。陆地范围西边包括龟山向南至红柴之台地崖与海滨地带，南部包括龙銮潭南面之猫鼻头、南湾、垦丁国家森林游乐区、鹅銮鼻、东沿太平洋岸经佳乐水，北至南仁山区。海域范围包括南湾海域及龟山经猫鼻头、鹅銮鼻北至南仁湾间，距海岸一公里内的海域。
垦丁国家公园地理上属于热带性气候区，终年气温和暖，热带植物衍生，四周海域清澈，珊瑚生长繁盛。
大尖山：正式名称为“大石尖”为垦丁地标之一，为一整块岩石凸起于草原上，为垦丁半岛区最高点。上山须由垦丁国家森林游乐区牌楼门口进入，穿越垦丁牧场，沿棱线设有登山索可供攀爬。山顶可俯瞰恒春半岛全境，景观优美，上山下山全程约需3-4小时。但是国家公园法第13条第8款对于国家公园区内之大尖山、青蛙石、船帆石已公告禁止攀爬。 位于国家公园西侧，恒春往猫鼻头的途中，占地137公顷，原本是低洼地势，往年每逢雨季便积水成泽。日治时代虽曾计划建为水库，但终未实现，战后民国37年(1948年)筹拨专款，将龙銮潭建为水库，为恒春半岛重要的水利设施。潭水经附近溪流相汇由人工泄水口北流，经四沟、头沟而注入保力溪，由射寮出海，目前仅供农田灌溉渠道。每到秋冬之际更成为候鸟群集过冬的地方，是绝佳的赏鸟景点。
龙銮潭旁设有一自然中心，透过玻璃墙面可以欣赏到整个潭面，中心内的观察站提供多部望远镜和2套播放监视系统，并有4处鸟类展示区，是设备完善的鸟类观察站。龙銮潭自然中心同时也是稀有植物人工复育区的所在，以生态园方式进行人工培育原生树种。生态园区面积约1.5公顷，共分为稀有植物区、诱鸟植物区、诱蝶植物区、草原灌丛植物区、赏花观果植物区、山地植物区、海岸林植物区、珊瑚礁植物区、绿篱植物区等九区。区内生物资源丰富，植物物种歧异度高，是生态保育与生物族群的自然栖所。 “南仁山生态保护区”位于国家公园东侧的满州乡南仁村，保护区海拔最高不过526米，却是台湾少数仅存的低海拔原始热带季风雨林，同时形成热带、亚热带与温带植物分布于南仁山区，受恒春半岛特殊季风及雨量季节性分布的影响，共有2200余种植物。如“大头茶”洁白似茶花，是东北季风盛行的迎风陡坡的常见植物。
“南仁湖”位于天然山谷中，仅一条步道能前往，单程4.3公里。沿途生态样貌丰富，常可见“青斑蝶”、“黄蝶”的踪影。南仁湖原本是水稻田，由于稻田东边出水口被堵塞，水量累积逐日增多，形成宽广湖泊，在这一片广大水域之前有处小水潭，才是真正的“南仁古湖”，但由于湖水面积小容易被忽略。湖旁可见的“黄灰泽蟹”，是台湾特有种的淡水蟹，属于陆蟹的一种，也是唯一不须到海边进行繁殖的蟹种。
目前南仁山为生态保护区，仅供学术研究，禁止游客进入。事先必须向垦丁国家公园管理处提出申请，前往南仁湖也必须先于垦丁国家公园游客中心做行前教育，而每年有两个月的封山期间亦不受理申请进入。 龙坑位于恒春半岛东南端岬角，介于太平洋与巴士海峡交界处，该地区为绵延之群状珊瑚礁，为隆起之高位珊瑚礁，面积计61.67公顷。由于重力及海浪之冲击，台地崖之珊瑚石灰岩逐步破裂，向下崩落，因此龙坑综合了裙礁、崩崖、狭谷、陷坑等绝佳之地形景观。
龙坑生态特殊，海岸植物繁复，有许多特殊少见的滨海植物。例如“滨斑鸠菊”，全台湾除了兰屿之外就只能在龙坑这里看得到；而花瓣只有一半的“草海桐”，有刺的“飞龙掌血”，以及远从大溪地飘洋过来的“檄树”都是龙坑特有的滨海植物。可惜的是在2001年因为阿玛斯号货轮油污事件，整个珊瑚礁被原油污染，虽然目前大部份清除，但是已将整个龙坑生态完全破坏，散落在海床上的货轮残骸，至今仍使得珊瑚无法顺利复育。 落山风是恒春半岛冬季特有的天气现象。每年十月到翌年三月，冬季的冷气团沿着中央山脉南下，当吹到恒春半岛时，因通过石门狭谷、大武山谷、与满州乡山脉谷地，风力突然增强，加上半岛地势陡降，面海广阔，强风形成直扑之势，当地居民称之为“落山风”。在落山风的季节里砂尘蔽天，有若台风，常会影响车辆的行驶。早期当地的房屋窗户也多采用窄小低矮的设计，居民也会戴上帽子或方巾防止风沙，形成当地特殊的景观。
