En las partes altas, hacia el valle interandino, la vegetación es más seca y se encuentra bastante alterada por la intensificación de las actividades agropecuarias.El 22 % de la superficie corresponde al Cenozoico, formado principalmente por: lutitas, andesitas y piroclastos.Dentro del área nacen importantes sistemas hídricos como el Esmeraldas, Chota, Mira, Papallacta, Cosanga, Quijos, Oyacachi, Salado, Coca y Aguarico.[3] Hábitats varían desde los pastizales del páramo a los bosques lluviosos montanos.[3] Entre las especies más representativas dentro del parque, están el cóndor andino (Vultur gryphus), águila poma (Oroaetus isidori), pava Carunculada (Aburria aburri), fuegian snipe (Gallinago stricklandii), picoguadaña grande (Campylorhamphus pucherani), picocono gigante (Oreomanes fraseri), Tucán Andino Pechigrís (Andigena hypoglauca), Guacamayo Militar (Ara militaris), Tangara Montana Enmascarada (Buthraupis wetmorei), Periquito Alipunteado (Touit stictoptera).Las especies que se pueden enontrar en el área protegida son la Corzuela colorada (Mazama americana), Venado del Páramo (Mazama rufina), Venado chonta (Pudu mephistophiles), Comadreja colombiana (Mustela felipeii), Oso de anteojos (Tremarctos ornatus), Zorro de oreja corta (Atelocynus microtis), Tití cuellinegro (Saguinus nigricollis).Está formada por alrededor de 140 especies, tres de ellas se distribuiyen en todos los pisos altitudinales, sin embargo, su diversidad alcanza niveles superlativos en los pisos Tropical y Subtropical.Las especies más representativas son las lagartijas ribereñas (Neusticurus ecpleopus), Cuilanes de montaña (Pholidobolus montium), Anolis de piel áspera (Norops trachyderma), Culebras caracoleras ecuatorianas (Dipsas elegans), Culebras caracoleras (Dipsas gracilis).
Fotografía de lo que era la cascada San Rafael antes que colapsara