มีเนื้อที่ประมาณ 186.5 ตารางกิโลเมตร หรือ 116,562 ไร่ มีเนื้อที่ครอบคลุมพื้นที่ในเขตอำเภอ บึงกาฬ อำเภอเซกา อำเภอบึงโขงหลงและอำเภอบุ่งคล้า อยู่ทางด้านทิศตะวันออกเฉียงเหนือสุดของภาค เกือบติดพรมแดนประเทศลาว มีอาณาเขต 2 ด้าน ขนานไปกับแม่น้ำโขง อยู่ห่างจากชายแดนประมาณ 2 กิโลเมตร มีความสูงจากระดับน้ำทะเลปานกลางเฉลี่ยประมาณ 150-300 เมตร

สภาพดินพื้นล่างส่วน ใหญ่ เป็นดินทรายและดินลูกรัง ทางด้านน้ำตกชะแนนมีพื้นที่บางส่วนเป็นดินเหนียวปนดินร่วน พื้นหลังภูและสันเขา ส่วนใหญ่เป็นพื้นทราย และดินทราย สภาพป่าส่วนใหญ่เป็นป่าเต็งรัง ป่าดิบแล้ง และป่าดิบชื้น

• เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าภูวัว มีบ้านพักรับรองให้ สำหรับนักท่องเที่ยว และบริการคนนำทางขึ้นชมธรรมชาติบนภูวัว โดยท่านต้องติดต่อล่วงหน้า