El gradiente altitudinal que comprende el Parque desde los 600 msnm hasta los 5.330 msnm hace posible los siguientes ecosistemas: selva húmeda y sabanas de tierras bajas tropicales; bosques con predominancia de palmas, Weinmannia y algunos robles; bosque enano andino y subpáramo. El cinturón del súper páramo se extiende entre 4.000 y 4.200 msnm, donde son comunes las heladas. La zona de nieve se extiende desde los 4.500 hasta los 5.330 msnm aproximadamente. El área protegida abarca cerca de 170.000 hectáreas por encima de los 3.000 msnm, un poco más de la mitad del Parque, en esta se encuentra el complejo ecosistema de páramo.