มีเนื้อที่ประมาณ 186 ตารางกิโลเมตร หรือ 116,562 ไร่ ครอบคลุมพื้นที่ในเขตอำเภอบึงกาฬ อำเภอบุ่งคล้า อำเภอเซกา และอำเภอบึงโขงหลง เกือบติดพรมแดนประเทศลาว มีความสูงจากระดับน้ำทะเลเฉลี่ยประมาณ 150-300 เมตร สภาพป่าส่วนใหญ่เป็นป่าเต็งรัง ป่าดิบแล้ง และป่าดิบชื้น บางส่วนเป็นสันเขาหินทราย ลานหินและทุ่งหญ้า ที่ทำการเขตฯ ตั้งอยู่ที่บ้านดอนจิก ซึ่งอยู่เลยอำเภอบุ่งคล้ามา 3 กิโลเมตรมีทางแยกขวาไปอีก 6 กิโลเมตร

แหล่งท่องเที่ยวที่น่าสนใจในเขตอุทยานฯ ได้แก่

     น้ำตกถ้ำฝุ่น อยู่ในบริเวณท้องที่บ้านภูสวาท ตำบลหนองเดิ่น บนเส้นทางหมายเลข 212 ก่อนถึงอำเภอบุ่งคล้า 7 กิโลเมตรมีทางแยกขวาไปน้ำตกประมาณ 4 กิโลเมตร อยู่ในบริเวณป่าโปร่งที่มีทิวทัศน์สวยงามทางตอนเหนือของภูวัว ทางเดินไปน้ำตกผ่านลานหินทรายกว้างขวาง จนมาสุดทางที่น้ำตกที่ไหลมาจากหน้าผาหินทรายที่มีลักษณะเป็นร่องแคบ มองเห็นสายน้ำตกมาเป็นทางยาว มีน้ำเฉพาะในฤดูฝน บริเวณใกล้เคียงมีเพิงผาหินเป็นแนวยาวเรียกว่า ถ้ำฝุ่น

     น้ำตกเจ็ดสี ตั้งอยู่ในเขตพื้นที่บ้านดอนเสียด ตำบลบ้านต้อง อำเภอเซกา หากเดินทางมาตามทางหมายเลข 212 ก่อนถึงบุ่งคล้า 12 กิโลเมตรมีทางแยกขวาที่บ้านชัยพร ผ่านบ้านภูเงิน บ้านดอนเสียดไปถึงน้ำตกเป็นระยะทางอีก 28 กิโลเมตร หรือหากเดินทางจากภูทอกใช้เส้นทางที่ผ่านบ้านนาต้อง บ้านดอนเสียด รวมระยะทางจากภูทอก 14 กิโลเมตร น้ำตกเจ็ดสี เป็นน้ำตกที่สวยงามมากโดยเฉพาะในช่วงฤดูฝน เกิดจากธารน้ำของห้วยกะอามไหลมาตามหน้าผาหินทรายสูงและแผ่กว้างเป็นทางยาว สายน้ำตกกระทบหินเบื้องล่างเกิดเป็นละอองไอน้ำยามเมื่อกระทบกับแสงแดดทำให้เกิดสีต่างๆ ขึ้น จึงเรียกว่า น้ำตกเจ็ดสี

     น้ำตกภูถ้ำพระ ตั้งอยู่บริเวณบ้านถ้ำพระ ตำบลโสกก่าม อำเภอเซกา อยู่ห่างจากอำเภอเซกาประมาณ 34 กิโลเมตร มีน้ำเฉพาะในฤดูฝนเช่นเดียวกับน้ำตกอื่น ๆ ของภูวัว แต่การเดินทางเข้าถึงค่อนข้างลำบาก เดินทางจากอำเภอบุ่งคล้าไปตามทางหมายเลข 212 ระยะทาง 24 กิโลมตรถึงบ้านท่าดอกคำ มีทางดินแยกขวาไปจนถึงห้วยบางบาตรและต่อเรือชาวบ้านไปยังน้ำตก บริเวณน้ำตกจะเป็นที่ตั้งสำนักสงฆ์ เงียบสงบและร่มรื่น เมื่อเดินขึ้นมาบนลานหินด้านหลัง จะพบหุบเขารูปแอ่งกระทะขนาดกว้างประมาณ 200 ตารางเมตร มีสายธารน้ำตกไหลมายังก้นอ่างที่เบื้องล่าง บริเวณน้ำตกเป็นผากว้างราว 100 เมตร สูง 50 เมตร สามารถลงเล่นน้ำได้

 
     น้ำตกชะแนน เดิมชื่อน้ำตกตาดสะแนน ตาดแปลว่า "ที่ซึ่งมีน้ำไหล" สะแนนมีความหมายว่า "สูงสุดยอด" หรือ "เยี่ยมยอด" ตั้งอยู่ที่บ้านภูเงิน ในเขตอำเภอเซกา ใช้เส้นทางเดียวกับทางไปน้ำตกเจ็ดสี โดยใช้เส้นทางบ้านชัยพร-บ้านภูเงิน ระยะทาง 13 กิโลเมตร จะมีทางแยกไปน้ำตกชะแนนอีก 5 กิโลเมตร ทางช่วงสุดท้ายเป็นทางดินแคบขรุขระและไม่สะดวก ต้องใช้มอเตอร์ไซค์เท่านั้น น้ำตกชะแนนเกิดจากลำห้วยสะแนนไหลลดหลั่น 2 ชั้น มีขนาดกว้างประมาณ 100 เมตร ระหว่างชั้นที่ 1 กับชั้นที่ 2 ห่างกัน 300 เมตร เป็นน้ำตกขนาดใหญ่ที่มีความสวยงาม มีน้ำเฉพาะฤดูฝน ระหว่างทางจะผ่านขัวหิน (สะพานหิน) ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่น้ำลอดหายไปใต้สะพานหินที่มีความยาวประมาณ 100 เมตร การเดินทางไปชั้นที่สองของน้ำตกชะแนน จะผ่านแนวลำธารที่พื้นเต็มไปด้วยโขดหิน เดินตามลำธารไปทางชายฝั่งด้านซ้ายมือ ทะลุออกที่ลานกว้างริมแอ่งน้ำใหญ่ เหนือแอ่งน้ำขึ้นไปก็เป็นน้ำตกชั้นเตี้ยๆ ตกลงมาสู่แอ่ง เรียกกันว่า น้ำตกบึงจระเข้