อุทยานแห่งชาติภูเก้า-ภูพานคำ เป็นพื้นที่ในบริเวณที่ราบสูงภาคตะวันออกเฉียงเหนือตอนบน ตั้งอยู่ในบริเวณตอนล่างของจังหวัดอุดรธานี และตอนบนของจังหวัดขอนแก่น สภาพธรณีเป็นภูเขาหินทราย ซึ่งมีชั้นของของหินทรายอยู่ด้านบนระดับผิวดิน โดยมีชั้นของหินดินดาน หรือหินดินดานปนทรายเป็นฐานด้านล่าง มีดินประเภทดินลูกรังและดินร่วนปนทรายกระจัดกระจายอยู่ทั่วไป ประกอบไปด้วยพันธุ์ไม้ สัตว์ป่า ทิวทัศน์ที่สวยงามตามธรรมชาติ และสภาพป่าโดยทั่วไปเป็นป่าเต็งรัง มีเนื้อที่ประมาณ 322 ตารางกิโลเมตร หรือ 201,250 ไร่

ลักษณะภูมิประเทศ
- ภูเก้ามีสันฐานคล้ายกะทะหงายโดยมีที่ราบอยู่ตอนกลาง พื้นที่เช่นนี้ทำให้สันนิษฐานได้ว่า พื้นที่ส่วนนี้น่าจะเป็นซากภูเขาไฟโบราณ ที่ดับสนิทไปแล้วหลายร้อยล้านปี หรือมิฉะนั้นก็เป็นการโก่งตัวของเปลือกโลก ในบริเวณนี้ขึ้นมาเป็นขอบเทือกเขา เทือกเขาภูเก้าเป็นเทือกเขาสองชั้น ชั้นนอกเป็นภูเขาสูงและมีความลาดชันมาก ไหล่เขาด้านในมีความลาดชันไม่มากนัก พื้นที่ส่วนใหญ่มีลักษณะสูง ๆ ต่ำ ๆ บางแห่งเป็นที่ราบ
- ภูพานคำเป็นแนวทิวเขายาวในเทือกเขาภูพาน เรียงตัวตามแนวทิศตะวันออกเฉียงเหนือ - ตะวันตกเฉียงใต้ บริเวณทิศตะวันตกเฉียงใต้ของเทือกเขาเป็นแอ่งที่ราบต่ำลุ่มน้ำพอง ซึ่งเป็นหุบเขาขนาดใหญ่ เมื่อมีการสร้างเขื่อนอุบลรัตน์ พื้นที่ดังกล่าวนี้กลายเป็นทะเลสาป ซึ่งเป็นพื้นที่อุทยานแห่งชาติ มีเนื้อที่ประมาณครึ่งหนึ่งของส่วนภูพานคำ สภาพป่าเป็นป่าเต็งรังและป่าเบญจพรรณซึ่งขึ้นอยู่ในพื้นดินปนหิน


ลักษณะภูมิอากาศ
- ฤดูกาลของอุทยานแห่งชาติภูเก้า-ภูพานคำ แบ่งออกเป็น 3 ฤดู คือ
ฤดูร้อน ระหว่างเดือนมีนาคม - เดือนพฤษภาคม อุณหภูมิเฉลี่ยจะร้อนจัดในเดือนเมษายน
ฤดูฝน ระหว่างเดือนมิถุนายน - เดือนตุลาคม ปริมาณน้ำฝนจะตกมากที่สุดในเดือนกันยายน
ฤดูหนาว ระหว่างเดือนพฤศจิกายน - เดือนกุมภาพันธ์ อุณหภูมิเฉลี่ยต่ำสุดในเดือนมกราคม ซึ่งได้รับอิธิพลจากร่องความกดอากาศสูงทางตอนใต้ของประเทศจีน


พันธุ์ไม้และสัตว์ป่า
- สภาพโดยทั่วไปเป็นป่าเต็งรัง มีไม้ขึ้นอยู่กระจัดกระจายอยู่ทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณที่เป็นไหล่เขาและสันเขา พรรณไม้ที่สำคัญได้แก่ เต็ง รัง เหียง พลวง พะยอม กระโดน ไม้พื้นล่างประกอบด้วย ปรงป่า หญ้าเพ็ก เป้ง เถาวัลย์ และไม้หนามหลายชนิด ส่วนป่าเบญจพรรณเป็นป่าที่มีอยู่ในบริเวณที่ลุ่มริมฝั่งห้วย หุบเขา และไหล่เขาบางส่วน พรรณไม้ที่สำคัญได้แก่ แดง ประดู่ มะค่าแต้ กระบก ตะคร้อ ตีนนก ไม้พื้นล่าง เป็นไม้ไผ่ ป่าดงดิบมีอยู่เฉพาะบริเวณริมฝั่งห้วยเท่านั้น พรรณไม้ที่สำคัญได้แก่ ตะแบก ยาง ตะเคียนหิน มะค่าโมง กระบก และชิงชัน

แหล่งท่องเที่ยว
- หลักฐานและร่องรอยของมนุษย์ยุคหิน สันนิษฐานว่าร่องรอยที่ค้นพบมีอายุประมาณไม่ต่ำกว่า 3,500 ปี ในยุคบ้านเชียง ซึ่งสังคมมนุษย์ดำรงชีวิตด้วยการล่าสัตว์เป็นอาหาร ปรากฏภาพเขียนสีและภาพสลักบนผนังภายในถ้ำ เช่น ถ้ำเสือตก ถ้ำพลาไฮ ถ้ำเจ๊ก เป็นต้น
- ทิวทัศน์ริมทะเลสาป เหนือเขื่อนอุบลรัตน์และเกาะแก่งต่าง ๆ เหมาะสำหรับการท่องเที่ยวทางน้ำ และพักแรม นักท่องเที่ยวสามารถเดินทางไปเที่ยวหมู่บ้านประมง อำเภอโนนสัง จังหวัดอุดรธานี และซื้อขายปลาได้ที่อำเภออุบลรัตน์ จังหวัดขอนแก่น
- หามต่าง หรือหามตั้ง เป็นปรากฏการณ์ของธรรมชาติเช่นเดียวกับเสาเฉลียง ที่ผาแต้ม คือ เกิดจากการกัดเซาะของน้ำสายลม และแสงแดด มีลักษณะเป็นแท่งหินตั้ง ขึ้นมีส่วนบนเป็นแผ่นหินวางอยู่โดยไม่ติดกันมองดูคล้าย ดอกเห็ด
- น้ำตกตาดฟ้า, น้ำตกหินแตก ตั้งอยู่ฝั่งภูเก้า เป็นน้ำตกที่สวยงามทั้งสองแห่งจึงมีน้ำมากเฉพาะฤดูฝน


สิ่งอำนวยความสะดวก อุทยานแห่งชาติภูเก้า – ภูพานคำ ได้จัดเตรียมสถานที่กางเต็นท์ไว้บริการที่นักท่องเที่ยว

การเดินทาง
1.จากจังหวัดอุดรธานี ใช้เส้นทางสายอุดรธานี - โนนสัง ระยะทาง 86 กิโลเมตร แยกเข้าภูเก้าที่บ้านกุดคู่อีก 17 กิโลเมตร ถึงที่ทำการอุทยานแห่งชาติภูเก้า – ภูพานคำ ซึ่งตั้งอยู่ห่างจากตัวเขื่อนอุบลรัตน์ 6 กิโลเมตร
2.จากจังหวัดขอนแก่น ใช้เส้นทางสายขอนแก่น - อุบลรัตน์ ระยะทาง 50 กิโลเมตร ต่อจากเขื่อนอุบลรัตน์ ไปยังที่ทำการ อุทยานแห่งชาติภูเก้า - ภูพานคำ ระยะทางประมาณ 6 กิโลเมตร
การติดต่อ อุทยานแห่งชาติภูเก้า - ภูพานคำ อ. อุบลรัตน์ จ. ขอนแก่น