อุทยานแห่งชาติดอยเวียงผา มีลักษณะภูมิประเทศเป็นเทือกเขาสลับซับซ้อน เทือกเขาวางตัวในแนวทิศเหนือ ใต้ มีสภาพป่าที่อุดมสมบูรณ์ และขึ้นผสมปะปนกันอยู่หลายชนิด จึงทำให้เกิดแหล่งอาหารและเป็นที่อยู่อาศัยของสัตว์ป่านานาชนิด ประกอบด้วย เก้ง หมูป่า เลียงผา เสือไฟ หมีควาย เม่น กระต่ายป่า ลิง อีเห็น กระรอก กระแต และนกนานาชนิด เช่น นกกงเขนดง นกพญาไฟ นกโพระดก นกกินปลี นกหัวขวาน ไก่ป่า และที่สำคัญยังสามารถพบเห็นสลาแมนเดอร์ สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก ซึ่งเป็นดัชนีวัดความอุดมสมบูรณ์ของระบบนิเวศ อีกทั้งยังมีแหล่งท่องเที่ยวที่น่าสนใจหลายแหล่ง เช่น น้ำตกดอยเวียงผา น้ำตกแม่ฝางหลวง จุดชมวิวดอยเวียงผา น้ำตกป่าซ้อ น้ำตกห้วยหก เป็นต้น