La parte central del parque la ocupa el gran macizo del Monte Perdido. Se trata de una inmensa mole de roca caliza y paredes verticales, que ha sido moldeada a lo largo de los siglos por los glaciares. Desde este macizo surgen diversos valles de origen glaciar, en los que se encuentran circos y profundos cañones excavados por los ríos en la roca. Los principales valles del parque son el Valle de Ordesa, el Valle de la Pineta, el Cañón de Añisclo, y la Garganta de Escuaín. Estos valles están surcados por los ríos Arazas, Cinca, Bellós y Yaga, respectivamente.
En los alrededores del parque hay otros espacios que pese a no pertenecer al parque son igualmente de singular valor, tales como el Valle de Bujaruelo o la Reserva Nacional de los Circos, situada al este del parque. La vertiente francesa forma parte así mismo del Parc National des Pyrenees. Es de destacar el Cirque du Gavarnie, que posee la cascada más grande de Europa con 422 metros de caída.
La flora del lugar es muy variada. Tiene zonas de influencia mediterránea, y zonas de influencia oceánica. Esto hace que existan diferentes masas vegetales, diferenciadas en su variedad. A grandes rasgos, los bosques más abundantes en la zona son de abeto, haya, pino silvestre, pino negro, y en menor medida abedules, fresnos o rebollos. Toda la zona cuenta con un amplio sotobosque compuesto por arbustos de boj, y la zona, es una de las más idóneas de Europa donde encontrar la famosa Edelweiss, la flor de la nieve.
El lugar es tambien un auténtico santuario para la fauna. Se encuentran en su hábitat casi 40 especies de mamíferos y 70 de aves. Entre los mamíferos, se pueden encontrar desde grandes especies en peligro como el oso pardo y el lobo ibérico, a otros más comunes como el rebeco, el corzo, el ciervo, el jabalí, el zorro, u otros de menor tamaño, como marmotas, tejones, ginetas, hurones, nutrias y muchos otros.
Las aves forman una gran parte de la vida animal en un paraje tan agreste y escarpado como este. Es uno de los principales refugios del quebrantahuesos (una de las mayores aves conocidas). Tambien son numerosas otras especies como el águila real, águila culebrera, buitre negro, buitre leonado, el milano, la lechuza, y muchas otras.
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