อุทยานแห่งชาติเขาสก มีพื้นที่ครอบคลุมอยู่ในท้องที่อำเภอพนมและอำเภอบ้านตาขุน จังหวัดสุราษฎร์ธานี มีสภาพพื้นที่เป็นธรรมชาติอันกว้างใหญ่ปกคลุมไปด้วยป่าดิบชื้น ครอบคลุมพื้นที่เกือบทั้งหมดของเขตอุทยานแห่งชาติ ส่วนใหญ่เป็นภูเขาสูงต่ำสลับซับซ้อน พื้นที่ราบมีน้อย พื้นที่ส่วนหนึ่งด้านทิศเหนือบริเวณคลองพระแสงเป็นแหล่งน้ำขนาดใหญ่ เกิดขึ้นเนื่องจากการก่อสร้างเขื่อนรัชชประภา (เชี่ยวหลาน) ประกอบไปด้วยพรรณไม้และสัตว์ป่านานาชนิด

สภาพภูมิประเทศโดยทั่วไปเป็นภูเขาดินและภูเขาหินปูนสูงสลับซับซ้อน โดยเฉพาะช่องแคบเขากาเลาะ มีลักษณะเป็นภูเขาหินปูนที่มียอดแหลมระเกะระกะ มีแนวหน้าผาสูงชันบางแห่งเป็นแท่งสูงขึ้นไปในอากาศคล้ายหอคอยสูง ที่ราบมีไม่มาก มีสภาพป่าเป็นป่าดงดิบที่สมบูรณ์มากเป็นป่าต้นน้ำ ลำธารของแม่น้ำตาปี จุดสูงสุดมีความสูงจากระดับน้ำทะเลประมาณ 960 เมตร โดยเฉลี่ยสูงจากระดับน้ำทะเลประมาณ 200 เมตร และลักษณะดินโดยทั่วไปเป็นดินเหนียวปนทรายมีสีแดง บางแห่งเป็นดินลูกรังแต่มีส่วนน้อย

บริเวณอุทยานแห่งชาติเขาสกได้รับอิทธิพลจากลมมรสุมทั้งสองฝั่ง คือทั้งด้านมหาสมุทรอินเดียและมหาสมุทรแปซิฟิค ฝนจะเริ่มตกตั้งแต่ปลายเดือนเมษายน จนถึงปลายเดือนธันวาคมของทุกปี และจะตกชุกมากในช่วงเดือนพฤษภาคม – พฤศจิกายน ช่วงที่เหมาะในการเข้าไปชมอุทยานแห่งชาติเขาสกจะอยู่ในระหว่างเดือนธันวาคม – เมษายน ของทุกปี

สัตว์ป่าประกอบไปด้วยสัตว์นานาชนิด ได้แก่ ช้าง กวาง เสือ หมี สมเสร็จ ชะนี ลิง เลียงผา นกชนิดต่าง ๆ เป็นต้น สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำขนาดใหญ่ เช่น กบทูด และพันธุ์ปลาที่หายากประจำถิ่น ได้แก่ ปลามังกร รวมถึงในอดีตเคยมีบันทึกว่าเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของกระซู่ ด้วย โดยในปลายปี พ.ศ. 2508 มีพรานท้องถิ่นสามารถยิงกระซู่ได้ในปลักกลางป่า ต่อมาในเดือนเมษายน พ.ศ. 2530 สืบ นาคะเสถียร ได้ลงพื้นที่สำรวจค้นหาโดยใช้เวลา 10 วัน ไม่เจอตัว แต่ได้พบร่องรอยเมื่อฤดูฝนปีที่ผ่านมา

สภาพป่าโดยทั่วไปเป็นป่าดิบชื้นมีพรรณไม้มีค่า เช่น โดแหลม ตะเคียน ยาง ตาเสือ หงอนไก่ กระบาก ยมหอม อินทนิน ฯลฯ และยังประกอบด้วยพันธุ์ไม้พื้นล่างมากมาย ที่น่าสนใจ ได้แก่ “บัวผุด” เป็นพันธุ์ไม้ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดของโลกและเป็นแหล่งกระจายพันธุ์ไม้ที่ขึ้นปะปนกันระหว่างพันธุ์ไม้ในเขตภาคเหนือและภาคใต้ของประเทศ