Otulinę dla parku stanowi Obszar Chronionego Krajobrazu Gór Bardzkich i Sowich.
Budowa Góry Sowie zbudowane są z najstarszych w Sudetach gnejsów prekambryjskich. Główny masyw Gór Sowich tworzą skały bloku sowiogórskiego – są to gnejsy i migmatyty z niewielkimi wystąpieniami skał: ultrazasadowych, amfibolitów, serpentynitów, granulitów i pegmatytów.
Rzeźba 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.
Flora 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.