อุทยานแห่งชาติทองผาภูมิอยู่ในเขตป่าสงวนแห่งชาติป่าห้วยเขย่งและป่าเขาช้างเผือก ในเขตท้องที่อำเภอทองผาภูมิ และอำเภอสังขละบุรี จังหวัดกาญจนบุรี เป็นพื้นที่ป่าที่อยู่ในระหว่างการดำเนินการประกาศจัดตั้งเป็นอุทยานแห่งชาติ มีเนื้อที่ประมาณ 700,000 ไร่ หรือ 1,120 ตารางกิโลเมตร มีอาณาเขตติดต่อดังนี้ ทิศเหนือจดเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าทุ่งใหญ่นเรศวร ทิศใต้จดอุทยานแห่งชาติไทรโยค ทิศตะวันออกจดอุทยานแห่งชาติเขาแหลม ทิศตะวันตกจดเขตแดนไทย-พม่า ส่วนอุทยานแห่งชาติ กรมป่าไม้ ได้นำเรื่องเข้าสู่การพิจารณาของคณะกรรมการอุทยานแห่งชาติ เมื่อวันที่ 18 พฤษภาคม 2543 ซึ่งที่ประชุมมีมติเห็นชอบให้ดำเนินการจัดตั้งเป็นอุทยานแห่งชาติได้

ลักษณะภูมิประเทศ
พื้นที่ส่วนใหญ่เป็นเทือกเขาสลับซับซ้อน แนวเขาวางตัวในแนวทิศเหนือ-ใต้ เป็นส่วนหนึ่งของเทือกเขาตะนาวศรี มีพื้นที่ราบลุ่มเป็นจำนวนน้อย ความสูงของพื้นที่มีความสูงจากระดับน้ำทะเลประมาณ 100-1,249 เมตร มีเขาช้างเผือกซึ่งอยู่ทางทิศตะวันตกของพื้นที่เป็นยอดเขาสูงสุด สูง 1,249 เมตรจากระดับน้ำทะเลปานกลาง ยอดเขาที่สำคัญ ได้แก่ เขาช้างเผือก เขานิซา เขาพุถ่อง เขาด่าง เขาปาก ประตู เขาเลาะโล เขาประหนองโทคี เขาชะโลง ฯลฯ ซึ่งเป็นต้นกำเนิดของลำห้วยต่างๆ เช่น ห้วยมาลัย ห้วยกบ ห้วยซ่าน ห้วยองค์พระ ห้วยปีคี ห้วยปากคอก ห้วยเจ็ดมิตร ฯลฯ โดยไหลลงสู่ที่ราบทิศตะวันออก ลงสู่เขื่อนเขาแหลม และลำน้ำอีกส่วนไหลลงสู่แม่น้ำแควน้อย

ลักษณะภูมิอากาศ
เป็นแบบมรสุมเมืองร้อน จึงได้รับอิทธิพลจากลมมรสุมตะวันออกเฉียงใต้ในช่วงฤดูฝน และลมมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือในช่วงฤดูหนาว ฤดูร้อนเริ่มตั้งแต่เดือนกุมภาพันธ์ถึงเมษายน ฤดูฝนเริ่มตั้งแต่เดือนพฤษภาคมถึงกรกฎาคม ฤดูหนาวเริ่มตั้งแต่เดือนพฤศจิกายนถึงมกราคม

พืชพันธุ์และสัตว์ป่า
อุทยานแห่งชาติทองผาภูมิเป็นพื้นที่ส่วนหนึ่งของผืนป่าตะวันตกที่คงความสมบูรณ์ตามธรรมชาติ สามารถจำแนกประเภทแบ่งออกได้เป็น 4 ประเภท ได้แก่
1) ป่าดิบชื้น มีพันธุ์ไม้ที่สำคัญ ได้แก่ ตะเคียน ยางขาว ยางยูง ไก่เขียว เคี่ยม กันเกรา จำปาป่า มะหาด เนียง พืชพื้นล่างมีพวก หวาย เฟิน เตย และปาล์ม

2) ป่าดิบแล้ง มีพันธุ์ไม้ที่สำคัญ ได้แก่ ยางขาว ยางแดง ตะเคียน ยมหอม จำปีป่า กระบาก มะม่วงป่า มะแฟน แดงดง มะไฟป่า สมพง พืชพื้นล่างมีพวก ปาล์ม ข่า และเฟินต่างๆ ฯลฯ

3) ป่าดิบเขา มีพันธุ์ไม้ที่สำคัญ ได้แก่ ก่อชนิดต่างๆ กำลังเสือโคร่ง มณฑาป่า พระเจ้าห้าพระองค์ กำยาน อบเชย ทะโล้ พืชพื้นล่างได้แก่ มอส เฟินต่างๆ

4) ป่าเบญจพรรณ พบมากที่สุด มีพันธุ์ไม้ที่สำคัญได้แก่ ประดู่ แดง ตะแบก เสลา ส้าน มะค่าโมง อินทนิล ตุ้มเต๋น ตะคร้อ ตะคร่ำ กระพี้เขาควาย ขะเจ๊าะ มะเกลือ กาสามปีก สมอพิเภก กระบก มะกอก พืชพื้นล่างมีพวก ไผ่ไร่ ไผ่ซาง ไผ่บง ไผ่ข้าวหลาม ไผ่รวก และพืชพวกไม้หนาม เป็นต้น

อุทยานแห่งชาติทองผาภูมิเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์ป่าเป็นจำนวนมาก เนื่องจากป่าเป็นผืนเดียวกันกับประเทศพม่า จึงมีการย้ายถิ่นฐานไปมาอยู่เป็นประจำ และเนื่องจากไม่มีราษฎรอยู่ในพื้นที่ป่ามากนักจึงทำให้สัตว์ป่าไม่ถูกรบกวน ที่พบเห็นเป็นประจำได้แก่ ช้างป่า เลียงผา กวาง เก้ง กระจง หมูป่า หมี ลิง ค่าง บ่าง ชะนี อีเห็น ชะมด เสือปลา เสือลายเมฆ เสือโคร่ง หมีคน หมีควาย กระรอกบิน กระแต หนูหริ่ง พังพอน ค้างคาว กระต่ายป่า แมวป่า หมาไน เม่น นกเงือก นกนางแอ่น เหยี่ยว นกกระสา นกอินทรีย์ นกฮูก นกปรอด นกแขวก นกเค้าแมว นกแสก นกกระปูด นกเอี้ยง นกกางเขน นกขมิ้น นกกระทาดง นกกวัก นกขุนทอง นกแซงแซว นกหัวขวาน นกดุเหว่า อีกา ไก่ป่า ตะกวด ตุ๊กแกป่า กิ้งก่าบิน จิ้งเหลน แย้ ตะขาบ แมงป่อง กิ้งกือ ทาก ปลิง ตะพาบน้ำ กบ เขียด คางคก อึ่งอ่าง ปลาเวียน ปลาซิว ปลาก้าง ปลาช่อน ปลาไหล ปลากระทิง ปลาตะเพียน ปลาหมอ ปลาแขยง และปลาชะโด เป็นต้น

การเดินทาง
1. โดยรถยนต์ส่วนตัวออกเดินทางจากกรุงเทพฯ ถึงตัวเมืองกาญจนบุรี ระยะทางประมาณ 123 กิโลเมตร จากตัวเมืองกาญจนบุรี ใช้ทางหลวงหมายเลข 323 สายกาญจนบุรี – ทองผาภูมิ ถึงตลาดอำเภอทองผาภูมิระยะทางประมาณ 141 กิโลเมตร จากตัวอำเภอทองผาภูมิ ใช้เส้นทางหมายเลข 3272 สายทองผาภูมิ – บ้านไร่-ปิล๊อก ถึงสามแยกบ้านไร่เลี้ยวซ้ายไปตาม เส้นทางคดเคี้ยวบนเขา ที่ทำการอุทยานแห่งชาติทองผาภูมิซึ่งจะตั้งอยู่ระหว่างหลักกิโลเมตรที่ 21 - 22 เป็นเส้นทางลาดยางตลอดสาย
2. โดยรถยนต์โดยสารประจำทาง
ขึ้นรถจากสถานีขนส่งสายใต้ลงที่สถานีขนส่งจังหวัดกาญจนบุรีและต่อรถประจำทางสายกาญจนบุรี – ทองผาภูมิ ลงที่ตลาดอำเภอทองผาภูมิ จากนั้นต่อรถประจำทางสายทองผาภูมิ – บ้านอีต่อง
ก็จะถึงที่ทำการอุทยานแห่งชาติทองผาภูมิ