ขุนพระวอเป็นผืนป่าบนเทือกเขาสลับซับซ้อนทางด้านตะวันตกในเขตจังหวัดตาก ความชุ่มชื้นของป่าดงดิบที่ปกคลุมอยู่อย่างหนาแน่น ทำให้อุทยานแห่งชาติแห่งนี้ เป็นแหล่งต้นน้ำของลำห้วยหลายสายและเกิดน้ำตกสวยงามหลายแห่งภายในพื้นที่
อุทยานแห่งชาติขุนพะวอมีพื้นที่ทั้งหมดประมาณ 137,500 ไร่ หรือ 220 ตารางกิโลเมตร อยู่ในอำเภอแม่สอด และอำเภอแม่ระมาด จังหวัดตาก ด้วยกรมป่าไม้ได้พิจารณาแล้ว เนื่องจากปัจจุบันพื้นที่ป่าบริเวณต่างๆ กำลังถูกบุกรุกทำลาย และยึดถือครอบครองเป็นจำนวนมาก เพื่อเป็นการสนองนโยบายของรัฐบาล ในการอนุรักษ์ทรัพยากรป่าไม้ของชาติที่มีความอุดมสมบูรณ์ไว้ให้คงอยู่ในรูปของอุทยานแห่งชาติจึงได้สั่งเจ้าหน้าที่ออกไปดำเนินการ สำรวจข้อมูลเพิ่มเติมและกรมป่าไม้ได้รับรายงาน จากเจ้าหน้าที่ที่ทำการสำรวจ พื้นที่ป่าสงวนแห่งชาติป่าแม่ละเมา ป่าแม่ระมาด ป่าสามหมื่น จังหวัดตาก เนื้อที่ประมาณ 220 ตารางกิโลเมตร หรือประมาณ 137,350 ไร่
มีสภาพป่าที่อุดมสมบูรณ์ เป็นแหล่งต้นน้ำลำธาร มีสัตว์ป่าหลายชนิด มีแหล่งท่องเที่ยวทางธรรมชาติที่สวยงามหลายแห่ง
มีอาณาเขตทิศเหนือจดถนนหมายเลข 1175 ทิศใต้จดถนนทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 105 ทิศตะวันออกจดที่ทำกินหมู่บ้านพะวอ
หมู่บ้านแม่ละเมา อุทยานแห่งชาติตากสินมหาราช ทิศตะวันตกจดพื้นที่เขตป่านิคมสหกรณ์แม่สอด ป่าสงวนแห่งชาติป่าแม่ละเมา 

มีลักษณะเป็นภูเขาสูงสลับซับซ้อนมีความสูงจากระดับน้ำทะเลปานกลางระหว่าง 350-905 เมตร เป็นต้นน้ำของ ห้วยแม่ละเมา ห้วยห้วยแม่จะเรา ห้วยพะวอ ห้วยแม่กาษา ห้วยแม่กิ๊ดหลวง ห้วยพะเสาะ ห้วยสะมึนหลวง ห้วยแสม และห้วยแม่ระมาด อันเป็นแหล่งต้นน้ำสำคัญ ไหลลงสู่พื้นที่ เกษตรกรรมของอำเภอแม่สอด และอำเภอแม่ระมาด จังหวัดตาก 

 

 

สภาพอากาศโดยทั่วไปเย็นสบายสดชื่นตลอดปี ซึ่งอุณหภูมิสูงสุดเฉลี่ย 20 องศาเซลเซียส อุณหภูมิต่ำสุด 8 องศาเซลเซียส ฤดูฝน ฝนตกชุก มีสภาพคล้ายคลึงกับภูมิอากาศทางภาคใต้ ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ย 1,676 มิลลิเมตร ต่อปี ในฤดูหนาวจะมีทะเลหมอกมากและลมแรง อากาศหนาวเย็นมากแทบไม่เห็นดวงอาทิตย์ตลอดวัน 

เนื่องจากพื้นที่ป่ามีความอุดมสมบูรณ์และมีสภาพป่าหลายชนิดปะปนกันทั้งป่าดิบชื้น ป่าดิบแล้ง ป่าดิบเขา ป่าเบญจพรรณ และป่าเต็งรัง จึงมีพืชพรรณมากมายหลายชนิดและหายาก เช่น สัก ยาง ยมหอม พลวง ก่อ ตะแบก สมอ มะค่าโมง แดง มะเกลือ ขะเจ๊าะ รกฟ้า และสมุนไพรหายาก หลายชนิด ฯลฯ โดยเฉพาะไม้สักและไม้ยางมีความหนาแน่นอุดมสมบูรณ์มาก สัตว์ป่าที่อาศัยอยู่ใน
เขตอุทยานแห่งชาติประกอบด้วย เลียงผา เก้ง เสือไฟ หมูป่า หมี ลิง ชะนี บ่าง กระรอก กระแต กระต่ายป่า ไก่ป่า งูเห่า งูจงอาง
กระต่าย กระรอก กระแต ไก่ป่า เสือไฟ ฯลฯ