Головною водною артерією території парку є річка Прут. Вона бере початок біля підніжжя Говерли й протікає по території парку 50 км. Численні притоки Прута, такі як Прутець Чемигівський, Прутець Яблуневський, Женець, Жонка, Піги, Кам'янка утворюють багато порогів та водоспадів. Тут розташований найбільший в Українських Карпатах водоспад Гук, висота якого перевищує 84 м. Особливою красою відзначаються озера льодовикового походження - Марічейка (1 га) у підніжжі гори Шурин-Гропа та Несамовите (0,5 га) під горою Туркул. Загалом озера субальпійського поясу заболочуються внаслідок наростання сфагнових плавів від їх країв до середини, що становить неабиякий інтерес для вчених.

В Карпатському національному парку охороняються всі типи фітоценотичних комплексів лісового (крім поясу дубових лісів), субальпійського та альпійського поясів, що є характерними для гірських систем Центральної Європи. Більша частина території вкрита буковими, смерековими, ялицевими, сіровільховими та мішаними лісами, зрідка зустрічаються клейковільхові, березові і соснові ліси. Найпоширенішими є буково-ялицево-смерекові та чисті смерекові ліси, в яких часто ростуть явір, ясен, в'яз гірський. Вище верхньої межі лісу сформувалося типове криволісся із сосни гірської, вільхи зеленої та ялівцю сибірського в комплексі з луками, чагарничниками, мозаїкою мохів та лишайників.

На території парку зростає 1260 видів вищих спорових і судинних рослин, з яких 155 видів - мохоподібні. До Червоної книги України занесено 80 видів рослин: рододендрон східнокарпатський, арніка гірська, родіола рожева, сон білий, ліннея північна, баранець звичайний, плаун річковий, сосна кедрова, журавлина дрібноплода, значна кількість видів зозулинцевих, що трапляються на післялісових луках і верхових болотах, і ін. Три види рослин занесено до Європейського червоного списку: борщівник карпатський, медунка Філярського та первоцвіт полонинський. У парку зареєстровано зростання 29 ендемічних видів рослин, серед яких 12 загальнокарпатських (вечірниця біла, грушанка карпатська, молочай карпатський тощо) та 13 південнокарпатських (аконіт низький, волошка карпатська, фіалка відхилена тощо) ендемів. Найбільше ендеміків і реліктів зустрічається на Чорногорі. На території парку зберігаються також найбільші за площею в Українських Карпатах реліктові угруповання сосни звичайної, берези повислої та частково сосни кедрової, єдине місце зростання якої знаходиться на Чорногорі, в урочищі Кедрувате. Загалом до Зеленої книги України занесено 32 рослинних угруповання: 3 лісових, 4 чагарникових, 12 лучних та 9 болотних.

Різноманіття ландшафтів території національного парку зумовлює і різноманіття тваринного світу. Його особливістю є велика частка комахоїдних, рукокрилих і гризунів, дещо менше тут хижаків та парнокопитних. Із дрібних ссавців поширені мала, звичайна та альпійська бурозубки, мала та велика кутори, хатня і жовтогорла миші, темна, Шермана і снігова полівки, з гризунів - білка звичайна з чорно-коричневим аж до чорного забарвленням хутра, сірий, лісовий та горішниковий вовчки, з парнокопитних - олень благородний, козуля, дикий кабан. Зрідка зустрічаються ведмідь бурий, рись, лісовий кіт. Різноманітною є орнітофауна парку. В його темнохвойних лісах навіть є представники тайгових птахів - снігур і горіхівка. У холодних гірських потоках водиться струмкова форель. Із земноводних в передгір'ях і горах трапляються гребінчастий, альпійський і карпатський тритони, гостроморда і трав'яна жаби, із плазунів - веретільниця, вуж, мідянка, гадюка звичайна, прудка і живородна ящірки.
Загалом фауністичне різноманіття хордових парку представляють 48 видів ссавців, 110 - птахів, 11 - риб, 10 - земноводних, 6 - плазунів. До Червоної книги України занесено 44 види фауни, зокрема, карпатський та альпійський тритони, саламандра плямиста, мідянка, чорний лелека, беркут, польовий лунь, сапсан, глухар, борсук, видра, рись та ін., а до Європейського червоного переліку - 11 видів: вовка, бурого ведмедя, вуханя бурого, вовчка ліщинового, деркача, слимака виноградного та ін.

На території національного парку є чимало визначних природних об'єктів, що приваблюють відвідувачів. Цікавими є верхове болото Рудяк з журавлиною дрібноплідною та іншими рідкісними видами рослин, урочище Кедрувате на Чорногорі - єдине місце зростання сосни кедрової. Багатьох туристів зачаровують скелі, печери Довбуша. У Яремчі є дивовижний водоспад "Прибій", котрий падає з висоти 12 м на фоні великих кам'яних брил, що створює надзвичайно величний пейзаж незвичної краси.

Територія Карпатського національного парку знаходиться в межах надзвичайно цікавої та своєрідної історико-етнографічної області України - Гуцульщини. Цей край пишається своєю культурно-історичною спадщиною, на її території під охорону держави взято багато пам'яток історії та культури. Тут знаходяться і археологічні пам'ятки, що мають вік 15 тис. років, і пам'ятки дерев'яного народного зодчества XVI-XIX ст., і сучасні вишукані будівлі рекреаційних комплексів, стиль побудови яких наслідує традиції гуцульської архітектури. В Гуцульщині розвинуті різні види художніх народних промислів: різьбярство, гончарство, ткацтво, писанкарство. Своєрідність побуту та давніх звичаїв гуцулів, особливості їх мови, одягу, багата пісенна культура привертають увагу туристів.

Особливий дар природи національного природного парку - це джерела з мінеральною водою двох типів: хлоридно-гідрокарбонатно-натрієвою та слабкомінералізованою гідрокарбонатно-натрієвою з підвищеним вмістом органічних речовин. З цими об'єктами тісно пов'язані рекреаційно-лікувальна та рекреаційно-туристська діяльність національного парку.

У парку створено 48 туристичних маршрутів, діє мережа стаціонарних рекреаційних пунктів, влаштовано екологічні та науково-пізнавальні маршрути, добре розвинена інфраструктура сільського зеленого туризму, діє низка закладів стаціонарної рекреації (санаторії,