Park narodowy obejmuje najwyższą, środkową część łańcucha górskiego Stara Płanina. Jest to obszar leżący na wysokości od 550 do 2376 m n.p.m. Znajduje się tu 20 szczytów sięgających 2000 m lub wyżej, klify, kaniony, urwiska i wodospady. Jest tu także najgłębsza jaskinia w kraju, Rajczowa dupka, mierząca 377 m głębokości.
Znaczną część parku zajmują wielowiekowe lasy, w których rosną buki, świerki, jodły, dęby i graby. Występuje tu ponad połowa flory Bułgarii, w tym 10 gatunków i 2 podgatunki endemiczne, występujące jedynie tutaj.
Fauna parku jest wyjątkowo bogata. Żyje tu 59 gatunków ssaków, 123 gatunki ptaków, 22 gatunki gadów i płazów oraz blisko 2400 gatunków bezkręgowców. Można tu spotkać m.in. wilki szare, kozice, niedźwiedzie brunatne, żbiki, wydry i susły. W 2005 r. park został uznany za ostoję ptaków IBA. Wśród występujących tu ptaków znajdują się gatunki zagrożone lub narażone na wyginięcie, w tym rarogi, orły cesarskie i kuropatwy skalne.