Situado en extremo norte de la provincia de Palencia, ésta área montañosa forma parte de la Cordillera Cantábrica y aparece diseccionada por las cuencas del río Carrión y Pisuerga, predominando en la primera fuertes pendientes con escasa cobertura vegetal, mientras que en la segunda son más extensas las masas arboladas, asentadas sobre un relieve menos acentuado.
Junto a los grandes atractivos naturales descubriremos ermitas, monasterios e iglesias románicas que salpican esta zona, así como pequeños pueblos con una arquitectura tradicional bien conservada, en especial los más distantes a los focos mineros. El Parque Natural se extiende por los términos municipales de Velilla del Río Carrión, Triollo, Castrejón de la Peña, Dehesa de Montejo, Cervera de Pisuerga, Polentinos, Pernía, San Cebrián de Mudá, Brañosera y Aguilar de Campoo.
Se caracteriza la zona por ser tectónicamente muy compleja, con una alternancia de pliegues de diverso radio y una superposición de estructuras alóctonas, todo ello fragmentado por numerosas fallas y una gran diversidad de litologías. Los procesos de modelado actuales son de una gran eficacia gracias a esta diversidad y al vigor del relieve. Las calizas de la Montaña Palentina, surcadas por una densa red de diaclasas, han permitido un importante modelado kárstico, sobre todo tipo hipogeo (Sima del Espigüete, Sima del Anillo, Cueva del Cobre, Cuevas de Tremaya, etc.).
Durante el Cuaternario, el glaciarismo fue muy importante como así lo atestiguan los circos, umbrales, valles en artesa y sistemas morrénicos terminales que constituyen un conjunto típicamente alpino.
En el valle del río Carrión contrastan las fuertes pendientes de escasa cobertura vegetal y predominio de la roca con los valles de amplia cobertura arbustiva y de variado colorido estacional, mientras en la cuenca del Pisuerga destacan por el contrario la presencia de extensas masas arboladas que se asientan sobre un relieve menos acentuado.
Encontraremos hayedos, robledales albares, alamedas de álamo temblón, abedulares, encinares, sabinares albares y el pinar autóctono de pino silvestre de Velilla del Río Carrión, que se diferencia plenamente de las masas de repoblación. Como formaciones arbustivas destacar las avellanedas, el espino albar, endrinos, piornos, escuernacabras, acebos, tejos, mostajos, etc.; acompañan a éstos, matorrales como piornales, brezales, aulagares, sabinares rastreros, etc. En cuanto a las formaciones herbáceas, adquieren importancia singular los pastizales y cervunales junto a las comunidades de roquedos, gleras y turberas.
La abundancia y diversidad faunística caracteriza a este Espacio situado a caballo entre la región atlántica y la mediterránea. Aquí se encuentran elementos característicos del dominio atlántico como los picos mediano y negro, urogallo, carbonero palustre, treparriscos, gorrión alpino, chova piquigualda, acentor alpino, marta, lirón gris, liebre de piornal, lagartija de turbera, lagartija de Bocage, víbora de Seoane, rana bermeja, etc., al lado de especies de la fauna mediterránea como la culebra bastarda, el lagarto ocelado, el avión roquero, etc.
Junto a estas especies no se pueden olvidar otras muy significativas como el oso pardo, en peligro de extinción, el rebeco cantábrico, la nutria, el gato montés, el desmán de los Pirineos, águila real, águila perdicera, alimoche, buitre leonado, halcón común, aguilucho cenizo, búho real, etc.
La ganadería ha sido y es la principal actividad tradicional de la zona, destacando en el norte del espacio protegido la existencia de varios puertos trashumantes de gran importancia en el pasado. A partir de finales del siglo XIX comienza a desarrollarse la minería del carbón en el sector oriental del Parque, actividad que alcanza su auge a partir de mediados del siglo pasado en el extremo occidental. Esta actividad generó una importante prosperidad económica en la zona que afectó al patrimonio arquitectónico, modificando el caserío tradicional y generando los típicos pueblos de influencia minera. No obstante, aún quedan zonas con buenos ejemplos de arquitectura popular, alguno tan singular como La Benina en Valcobero, casa tradicional que conserva la peculiar techumbre de colmos de centeno.
En el valle del río Pisuerga, desde su nacimiento en Fuente Cobre a Cervera, encontraremos alguna de las joyas del magnífico Románico Palentino, como la iglesia San Salvador de Cantamuda o la de Santibáñez de Resoba. El valle, también conserva importante vestigios de culturas pasadas, como infraestructuras romanas de extracción minera en Velilla del Río Carrión.
Se encuentra situada en Cervera de Pisuerga (+34 979 870 688); existiendo también otros equipamientos de gran interés como La casa del oso cantábrico en Verdeña, el centro de interpretación de la minería de Barruelo o el museo etnográfico de Piedad Isla también en Cervera.