อุทยานแห่งชาติดอยภูนางมีพื้นที่ครอบคลุมอยู่ในท้องที่อำเภอดอกคำใต้ อำเภอปง และ อำเภอเชียงม่วน จังหวัดพะเยา มีสภาพป่าแตกต่างกันไป ได้แก่ ป่าดงดิบ ป่าเบญจพรรณ และป่าเต็งรัง อีกทั้งยังมีจุดเด่นทางธรรมชาติที่สวยงาม เช่น น้ำตกนาปัง น้ำตกธารสวรรค์ เป็นแหล่งต้นน้ำลำธารที่อุดมสมบูรณ์ อุทยานแห่งชาติดอยภูนางมีเนื้อที่ประมาณ 538,125 ไร่ หรือ 861 ตารางกิโลเมตร

ความเป็นมา: มติที่ประชุมคณะกรรมการอุทยานแห่งชาติครั้งที่ 2/2537 วันที่ 20 เมษายน 2537 เห็นชอบให้จัดตั้งเป็นอุทยานแห่งชาติดอยภูนางได้ เพื่อดำเนินการเสนอร่างพระราชกฤษฎีกา กำหนดให้เป็นอุทยานแห่งชาติต่อไป ตามคำสั่งกรมป่าไม้ ที่ 243/2534 ลงวันที่ 5 กุมภาพันธ์ 2534 ให้ นายวราวุธ อมรทัต นักวิชาการป่าไม้ 5 ไปดำเนินการสำรวจเบื้องต้นที่ป่าไม้สงวนแห่งชาติ ในท้องที่อำเภอดอกคำใต้ อำเภอปง จังหวัดพะเยา และบริเวณป่าใกล้เคียงเพิ่มเติม เพื่อจัดตั้งเป็นอุทยานแห่งชาติ ผลการสำรวจตามหนังสือที่ กษ.0713/พิเศษ ลงวันที่ 13 มีนาคม 2534 ปรากฏว่าพื้นที่ดังกล่าวเป็นป่าธรรมชาติที่มีความสวยงาม และมีลักษณะสมบูรณ์ เป็นแหล่งกำเนิดต้นน้ำหลายสาย เพื่อสะดวกในการประสานงานกับหน่วยงานต่างๆ จึงขอกำหนดชื่อ อุทยานแห่งชาติว่า “อุทยานแห่งชาติดอยภูนาง” และใช้รหัสย่อว่า ที่ กษ.0713(ภน) ใช้ในราชการติดต่อราชการต่างๆ

กองอุทยานแห่งชาติได้พิจารณาแล้วว่า ดอยภูนางเป็นเทือกเขาที่สูงที่สุดของพื้นที่ และเป็นที่รู้จักของประชาชนทั่วไป ประกอบกับมีความสำคัญในด้านเป็นแหล่งต้นน้ำลำธาร จึงเห็นชอบด้วยที่จะให้ใช้ชื่ออุทยานแห่งชาติว่า “อุทยานแห่งชาติดอยภูนาง” และใช้รหัสย่อ กษ.0713(ภน) เป็นต้นมา เนื่องจากบริเวณสำรวจบางจุดไปทับที่ทำกินของราษฎร จึงทำให้เกิดการขัดแย้งในพื้นที่ขึ้น ตามนโยบายของรัฐบาล ในการประกาศจัดตั้งอุทยานแห่งชาติไม่ให้เกิดปัญหาขัดแย้งกับราษฎรในพื้นที่ที่ประกอบกัน ขั้นตอนของการประกาศจัดตั้งอุทยานแห่งชาตินั้นต้องไม่มีปัญหากับราษฎร และได้รับความเห็นชอบจากองค์การบริหารส่วนตำบล หรือกำนันในพื้นที่ อุทยานแห่งชาติดอยภูนางพิจารณาแล้วเพื่อเป็นการแก้ไขปัญหาจัดตั้งอุทยานแห่งชาติ จึงขอปรับพื้นที่ในส่วนที่จะประกาศตามความเป็นจริง โดยกันในส่วนที่ชาวบ้านทำกินออกและผนวกพื้นที่ที่สมบูรณ์เข้าเป็นอุทยานแห่งชาติตามนโยบายของรัฐบาล จากที่สำรวจครั้งแรกมีเนื้อที่ประมาณ 36,500 ไร่ และในการสำรวจเพิ่มเติมมีเนื้อที่ประมาณ 500,000ไร่ ขณะนี้อุทยานแห่งชาติดอยภูนางกำลังรวบรวมข้อมูล ในการประกาศจัดตั้งเป็นอุทยานแห่งชาติต่อไป

สภาพทั่วไปเป็นเทือกเขาสลับซับซ้อนสูง ทอดตัวในแนวเหนือใต้ ส่วนป่าแม่ยมและป่าน้ำปี้จะเป็นเทือกเขาสูงทอดตัวกันคล้ายรูปเกือกม้า โดยมีพื้นที่ราบลุ่มของอำเภอเชียงม่วนอยู่ตอนกลางมีจุดสูงสุดของพื้นที่ทั้งสอง คือดอยภูนาง สูง 1,202 เมตร ทำให้เกิดเป็นต้นน้ำที่สำคัญ ซึ่งจะไหลลงแม่น้ำแม่ยมทั้งหมดสูงจากระดับน้ำทะเล 300 เมตร

อุณหภูมิเฉลี่ยสูงสุด 31 องศาเซลเซียส อุณหภูมิต่ำสุด 20 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิเฉลี่ยตลอดปี 26 องศาเซลเซียส ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยในรอบ 10 ปี ของทั้งสามอำเภอเท่ากับ 1,093-1,778 มิลลิเมตร

สภาพป่าทั่วไปเป็นป่าดิบชื้น ป่าเบญจพรรณ และป่าเต็งรัง ประกอบด้วยพันธุ์ไม้ที่สำคัญและมีคุณค่าทางเศรษฐกิจ คือ ยาง ตะเคียน ประดู่ มะค่าโมง ตะแบก มะม่วงป่า มะยมป่า จำปาป่า เลียงมัน ตะคร้อ ตีนนก รวมถึงไม้จำพวกก่อและไม้สนเขาขึ้นปะปนอยู่

สำหรับสัตว์ป่าที่พบโดยทั่วไปได้แก่ เสือปลา หมีควาย หมูป่า เก้ง อีเห็น อ้น กระแต กระรอก นกชนิดต่างๆ รวมถึงสัตว์เลื้อยคลาน