อุทยานแห่งชาติตาดโตน ครอบคลุมพื้นที่บางส่วนของเทือกเขาภูแลนคา มีเนื้อที่รวมประมาณ 217 ตารางกิโลเมตร เป็นพื้นที่ต้นน้ำลำธารที่สำคัญ คือ ลำปะทาว และจะไหลรวมกับแม่น้ำชี มีน้ำตกที่สวยงามหลายแห่ง ได้แก่ น้ำตกตาดโตน น้ำตกตาดฟ้า และน้ำตกผาเอียง
อุทยานแห่งชาติตาดโตน อยู่ในท้องที่อำเภอเมืองชัยภูมิ ทางทิศเหนือของจังหวัดชัยภูมิ ลักษณะทางธรณีวิทยาประกอบด้วย หินปูนและหินดินดาน โดยเฉพาะบริเวณน้ำตกตาดโตนประกอบด้วยลานหินที่กว้างใหญ่และสวยงาม พื้นที่ทั่วไปปกคลุมด้วยป่าดิบแล้งและป่าเต็งรังเป็นส่วนใหญ่ มีเนื้อที่ประมาณ 135,737.50 ไร่ หรือ 217.18 ตารางกิโลเมตร เป็นอุทยานแห่งชาติ ซึ่งประกาศไว้ในราชกิจจานุเบกษาเล่ม 97 ตอนที่ 208 ลงวันที่ 31 ธันวาคม 2523 เป็นอุทยานแห่งชาติลำดับที่ 23 ของประเทศ
อุทยานแห่งชาติตาดโตน มีพื้นที่อยู่บนเทือกเขาภูแลนคา มีพื้นที่ประมาณ 1 ใน 4 ของเทือกเขาภูแลนคา โดยทั่วไปเป็นที่ราบสูงโดยมีเทือกเขาล้อมรอบที่ราบเอาไว้ ตอนกลางเป็นหุบเขากว้างใหญ่ พื้นที่ของอุทยานแห่งชาติทางด้านทิศตะวันตกเฉียงเหนือจะมีเขาภูเขียว ภูกลาง และภูแลนคา ซึ่งจะมีระดับสูงสุด 905 เมตรจากระดับน้ำทะเลปานกลาง ทางด้านตะวันออกเฉียงเหนือจะมียอดภูแลนคาซึ่งเป็นยอดเขาที่สูงที่สุดของ อุทยานแห่งชาติตาดโตน โดยมีความสูงประมาณ 945 เมตรจากระดับน้ำทะเลปานกลาง ยอดเขาสูงเหล่านี้เป็นต้นน้ำลำธารของห้วยต่างที่สำคัญหลายสาย และต้นกำเนิดของน้ำตกตาดโตน ได้แก่ ห้วยลำปะทาวหรือห้วยตาดโตน ห้วยน้ำซับ ห้วยคร้อ ห้วยตาดโตนน้อย ห้วยสีนวน และห้วยแก่นท้าว ซึ่งจะไหลรวมกันเป็นห้วยปะทาวและไหลผ่านตัวอำเภอเมือง จังหวัดชัยภูมิ นอกจากนี้ยังมีห้วยที่สำคัญคือ ห้วยชีลอง ห้วยช่อระกา ห้วยเสียว ห้วยแคน และห้วยเสียวน้อย สภาพป่าเป็นป่าดิบแล้ง ในบริเวณริมลำห้วยหุบเขาและยอดเขามีดินที่มีความอุดมสมบูรณ์ดี และป่าเต็งรังเป็นดินกรวด มีความอุดมสมบูรณ์ค่อนข้างต่ำ
สภาพป่าโดยทั่วไปจำแนกออกได้เป็น 2 ชนิดของสังคมพืชคือ ป่าเต็งรังและป่าดิบแล้ง ป่าเต็งรังใน อุทยานแห่งชาติตาดโตนพบขึ้นกระจัดกระจายในพื้นที่ที่มีความสูง จากระดับน้ำทะเลปานกลาง 250-400 เมตร พันธุ์ไม้ที่สำคัญ ได้แก่ เต็ง รัง พลวง แดง ชิงชัน ตะแบกเลือด มะกอกเกลื้อน ก่อแพะ กระโดน และมะค่าแต้ ฯลฯ ส่วนพืชพื้นล่างที่สำคัญได้แก่ หญ้าเพ็ก ลูกไม้ต่างๆ กระดูกอึ่ง ลูกใต้ใบ เฟิน หมักม่อ กระมอบ และนางนวล เป็นต้น ในช่วงฤดูฝนจะมีไม้พื้นล่างพวกหญ้าและหญ้าเพ็กขึ้นอยู่หนาแน่นทั่วไป ใช้เป็นที่หลบซ่อนของสัตว์ป่าที่อยู่บนพื้นดินได้ดี เช่น กระต่ายป่า พังพอนธรรมดา นกคุ่มอืด นกกระทาทุ่ง นกกระรางหัวขวาน อ้นเล็ก กระจ้อน รวมทั้งหนู จิ้งเหลน และงูอีกหลายชนิด แต่ในฤดูแล้งพื้นป่าจะโปร่ง ประกอบกับมักเกิดไฟไหม้ป่าอยู่ประจำ สัตว์ป่าที่มีโพรง รังอาศัย หรือหาอาหารตามเรือนยอดและลำต้นของไม้ยืนต้น เช่น กระรอกบินเล็กแก้มขาว กระรอกบินแก้มสีแดง กิ้งก่าบินปีกสีส้ม กิ้งก่าสวนหัวสีน้ำเงิน กิ้งก่าสวนหัวแดง ตุ๊กแกบ้าน นกตะขาบทุ่ง นกตีทอง รวมทั้งนกหัวขวาน นกแซงแซว นกปรอด นกกระจิ๊ด นกกระจิบ และนกกินปลี จะไปหลบภัยอยู่ในพื้นที่ป่าดิบแล้ง