东北虎豹国家公园位于我国吉林、黑龙江省的交界处，东部、东南部与俄罗斯海滨边疆区的豹地国立公园交界，西南部与图达江相距，与北相邻。地理坐标为北纬42°31′06〃-44°14′49〃，东经129°5′0〃-131°18′48〃，总面积149.26万公顷。
行政区划涉及吉林省珲春、汪清、图达和黑龙江省东宁、穆稜、宁安六县（市）、17乡镇、105个行政村，主体为长白山森工集团汪清、珲春、天桥岭、大兴沟和龙江森工集团绥阳、穆稜、东京城七个森工林业局管辖的65个国有林场、以及汪清县、包括东宁市两个县市管辖的12个地方国有林场。另外，还有吉林汪清县的3个国有农场。
地形
东北虎豹公园位于长白山支脉的老爷岭南部，以中低山、峡谷和丘陵地形为主，分布在盆地、平原、台地等地，地形类型复杂多样。公园海拔在1500米以下，大部分山体海拔在1000米以下，相对较高200-600米，较高峰老爷岭海拔147.4米。

南部、北部是低谷和山地，虎豹公园的中部开始向周围逐渐下降。在珲春河、嘎呀河、绥芬河、穆稜河等上游水系的影响下，形成了许多熔岩峡谷。虎豹公园山峦起伏，沟壑纵横，坡面侵蚀微弱。土壤分为9种，暗褐壤，黄褐壤，褐壤，黑钙土，栗钙土，草甸土，沼土，黑土，风沙土。暗褐壤面积较大，生长在低山坡，沼泽土分布在沟谷和河流两岸。
气候
东北虎豹公园位于大陆湿润性季风气候区。气候的特征是春天多风少雨干旱，夏天的暑热短，秋天的寒冷急速下降，冬天的寒冷很长。由于公园的山脉纵横，地势复杂，形成了多种复杂的小气候。年平均气温5°C，极端较高气温37.5°C，极端较低气温-44.1°C。年降水量变化为450-750mm，降水集中在5-9月，占年降水总量的80%。
水文
东北虎豹国家公园内的所有河流都是水系支流的源泉，属于图达江、绥芬河、乌苏里江、牡丹江四大水系。嘎呀河、桦皮甸子河、大汪清河、密江河、珲春河源于公园的西南部和南部，公园外注入图达江。绥芬河发源于公园东北部，出了公园后流经东宁市，在俄罗斯国内进入日本海。穆池川发源于公园北部，是撒谎江最主要的支流之一。伽马河发源于公园的西北部，在宁安市被注入牡丹江。公园内还有老龙口、罗家店水坝等中小型水坝。

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