Národný park Poloniny leží v severovýchodnej časti Slovenska na hraniciach s Poľskom a Ukrajinou. Orograficky patrí do subprovincie Východné Karpaty, oblasť Poloniny, celku Bukovské vrchy, geologicky do jednotky dukliansko - bukovského flyša.
Lesy, najmä bukové a jedľovobukové, sú dominujúcou prírodnou zložkou Polonín a zaberajú 80% z ich výmery. Práve na území tohoto národného parku je najvyššia koncentrácia prírodných lesov (pralesov) na Slovensku. Na ich ochranu bolo doteraz vyhlásených 6 národných prírodných rezervácií (Stužica, Jarabá skala, Rožok, Pľaša, Havešová a Stinská).
Pre územie národného parku sú tiež charakteristické horské lúky - poloniny, ktoré sa nachádzajú na hlavných hrebeňoch Bukovských vrchov. Najkrajšie z nich sa nachádzajú v okolí Pľaše, Ďurkovca, Riabej skaly a Kamennej lúky. Príslušnosť územia národného parku k Východným Karpatom sa prejavuje vo výskyte východokarpatských druhov rastlín, živočíchov a ich spoločenstiev, z ktorých viaceré sú endemity. Z rastlín k najvýznamnejším východokarpatským endemitom patrí napr. iskerník karpatský, hadomor ružový, klinček bradatý, fialka dácka, mliečnik Sojákov. Vysokou biologickou diverzitou sa vyznačuje aj fauna národného parku. Doteraz tu bolo zistených 3600 druhov bezstavovcov zo skupín dvojkrídlovcov, motýľov, pavúkovcov a chrobákov. Zo stavovcov sa zistilo 294 druhov, z toho 13 druhov obojživelníkov, 8 druhov plazov, 198 druhov vtákov a 55 druhov cicavcov. Výskyt početných druhov fauny, osobitne veľkej lesnej zveri, podmieňujú rozsiahle komplexy pôvodných bukových a jedľobukových ekosystémov. Trvale tu žijú všetky naše mäsožravce a sporadicky z územia priľahlého Bieszczadského národného parku v Poľsku sem preniká zubor a los.
Súčasťou chráneného územia sú tiež jedinečné kultúrne pamiatky, akými sú drevené kostolíky (cerkvi) východného obradu v Topoli, Uličskom Krivom, Ruskom Potoku a Jalovej.