ลักษณะภูมิประเทศเป็นภูเขาสลับซับซ้อนทอดยาวตามแนวแม่น้ำโขง มีความสูงจากระดับน้ำทะเล ที่จุดสูงสุดบนภูลังกาเหนือ ความสูง 563 เมตรจากระดับน้ำทะเล มีสภาพป่าโดยทั่วไปที่สมบูรณ์ เช่น ป่าดิบเขา ป่าดงดิบ ป่าเบญจพรรณ และป่าแดง ทั้งยังเป็นต้นน้ำลำธาร แหล่งกำเนิดของลำห้วยหลากสาย มีจุดเด่นทางธรรมชาติ เช่น หน้าผา ถ้ำ น้ำตก อยู่หลายแห่ง และมีสัตว์ป่าอาศัยอยู่ชุกชุม รวมถึงเต็มไปด้วยพันธุ์ไม้นานาชนิด

          ขณะที่พืชพรรณและสัตว์ป่าในอุทยานจะเป็นป่าดิบแล้ง ป่าเบญจพรรณ และป่าเต็งรัง มีดอกไม้ป่าอยู่โดยทั่วไป เช่น กล้วยไม้ป่า รองเท้านารี ส่วนมากที่พบในปัจจุบันจะเป็นกล้วยไม้ตระกูลหวายและแดงอุบล นอกจากนี้ที่ภูลังกายังเป็นแหล่งของสมุนไพรว่านนานาชนิด ช่วงที่เหมาะจะมาท่องเที่ยว คือ ระหว่างเดือนพฤษภาคม-ตุลาคม จะเป็นช่วงที่มีดอกไม้ กล้วยไม้ป่า และรองเท้านารี บานสะพรั่งสวยงาม บนยอดภูลังกา ส่วนปัจจุบันสัตว์ป่าในภูลังกาเท่าที่พบและได้ข้อมูลจากชาวบ้าน จะแตกต่างกันไปตามสภาพพื้นที่ มีสัตว์ป่าประเภทสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เช่น หมูป่า ลิง เก้ง และอีเห็น อยู่เป็นจำนวนมาก รวมไปถึงกระรอก กระแต และบ่าง นอกจากนี้ยังมีนกต่าง ๆ หลายชนิด และสัตว์เลื้อยคลาน ได้แก่ กระท่าง และอีกหลาย ๆ ชนิด