Park składa się z dwóch części: główna część swymi granicami obejmuje centralną część Gór Sowich z masywem Wielkiej Sowy, Kalenicy, Słonecznej i Czarnych Kątów, położonych na głównym grzbiecie Gór Sowich o długości 25 km, który ciągnie się z północnego zachodu na południowy wschód pomiędzy Górami Wałbrzyskimi a Bardzkimi stanowiącymi najwyższą część Sudetów Środkowych. Druga, mniejsza część obejmuje Masyw Włodarza.
Utworzony na obszarze 6897 ha w 1991 poszerzony do obecnej powierzchni 8141 ha.
Park utworzono głównie ze względu na wysokie walory krajoznawcze i krajobrazowe. Masyw Wielkiej Sowy wraz z Kalenicą i Przełęczą Jugowską, stanowią najatrakcyjniejszą część całego pasma. Tutejszy typ górskiego krajobrazu, charakteryzujący się dużą koncentracją różnych kontrastowych form na małej powierzchni, w takiej skali nie występuje nigdzie w kraju. Decyduje to o dużej atrakcyjności turystycznej Parku, przez który wiedzie wiele szlaków, mających zakończenie na szczytach Wielkiej Sowy i Kalenicy, na których z wież widokowych można podziwiać jedne z najpiękniejszych górskich panoram Sudetów. W parku zachowały się partie pierwotnej Puszczy Sudeckiej z udziałem: buka, wiązu, modrzewia i grabu. W obrębie parku znajduje się leśny rezerwat przyrody Bukowa Kalenica ze skarłowaciałym bukiem dolnoreglowym.
Otulinę dla parku stanowi Obszar Chronionego Krajobrazu Gór Bardzkich i Sowich.
Rzeźba terenu parku jest mocno urozmaicona i charakteryzuje się występowaniem kontrastowych krajobrazów, od kotlin wysokogórskich, poprzez krajobrazy górskie i stare doliny rzeczne, do erozyjnych krajobrazów krawędzi tektonicznych. Północno-wschodnie strome zbocza masywu przecinają liczne dolinki, a powstałe na progach skalnych wodospady stanowią dodatkowe urozmaicenie krajobrazu. Minimalna wysokość położenia parku wynosi około 450 m n.p.m. w okolicy Jodłownika a maksymalna 1015 m n.p.m.
Przeważającą część, wynoszącą 94% obszaru parku, porastają dolnoreglowe lasy pochodzenia antropogenicznego, świerkowe, bukowe lub mieszane, ze znaczną domieszką: modrzewia, jawora, brzozy, sosny, lipy, kasztanowców i klonów. Najwyższe partie Gór Sowich, Masyw Wielkiej Sowy, Kalenicy i Słonecznej, porasta bór świerkowy regla górnego z domieszką buka.
Pd samym wierzchołkiem Wielkiej Sowy rośnie sztucznie wprowadzona kosodrzewina. W biocenozie leśnej dominuje monokultura świerkowa, wśród której na stromych stokach występuje miejscami kwaśna buczyna górska, a także małe skupienia żyznej buczyny sudeckiej, jaworzyna z miesięcznicą trwałą, bór świerkowy i podgórski łęg jesionowy.
Dużą atrakcją przyrodniczą Parku jest skarłowaciały las bukowy, objęty ochroną w rezerwacie Bukowa Kalenica. Świat roślinny parku nie odbiega składem od obszarów sąsiednich. Szczególnie cenna jest flora zbiorowisk łąkowych porastających podszczytowe partie gór, z roślinami rzadkimi i chronionymi. Z ciekawszych roślin występują tu: dziewięćsił bezłodygowy i śnieżyca wiosenna, wawrzynek wilczełyko, lilia złotogłów, marzanka wonna, kopytnik pospolity, ciemiężyca zielona, buławnik wielkokwiatowy i storczyk plamisty.
W związku ze słabym zasiedleniem tego obszaru bogaty jest świat zwierzęcy. Z rzadkich ssaków występują tu muflon, borsuk, kuna leśna, jeleń, z ciekawych gatunków ptaków gnieżdżą się sowa włochatka, bocian czarny i głuszec, a z płazów spotkać tu można salamandrę plamistą i traszkę górską.
