Располагается парк в Дульдургинском районе Агинского Бурятского АО Читинской области. Границы сформированы по бассейновому принципу и включают в себя территорию бассейна верхнего и среднего течения р. Иля — левого притока р. Онон, впадающей в р. Шилка (верховье р. Амур). Протяженность Или — основного водотока парка — в его пределах составляет 97 км. Иля — единственная нерестовая река Агинского АО. К крупным рекам парка можно отнести также реки Нижняя Никсанда и Убжогое, имеющие каждая длину более 20 км.

Геологически район приурочен к сочленению Хэнтэй-Даурской и Агинской зон, границей которых является Онон-Туринский глубинный разлом. Поверхность в основном гористая. Даурский хребет обрамляет территорию парка с севера и запада. Алханайский горный массив является отрогом Могойтуйского хребта с высшей точкой округа — горой Алханай (1662 м над уровнем моря).

Территория, на которой создан национальный парк «Алханай», в своё время являлась одним из древних золоторудных районов Забайкалья; известны два коренных месторождения, 11 проявлений и свыше 20 точек минерализации, а также многочисленные геохимические и шлиховые аномалии. Здесь обнаружены непромышленные месторождения молибдена, серебра, свинца, цинка и других полезных ископаемых.

Многолетняя мерзлота — островная, на глубине от 20 до 30 м. Большую часть года господствует антициклональное состояние атмосферы, что определяет большое число солнечных дней. По долинам рек дуют «хиузы», наиболее часто и сильно осенью и зимой в период наибольшего охлаждения воздуха в гольцах, они хорошо проявляются в утренние и вечерние часы, сильно понижая температуру воздуха. Весной и летом хиузы дуют, главным образом, ночью.

В связи с разжижением надмерзлотными водами кангильских глин имеет место необычный «грязевой вулканизм». Территория национального парка является популярным бальнеологическим районом.

Парк расположен на границе бореальных лесов Евразии и великих степей Даурии, что обуславливает значительное видовое разнообразие. Территория имеет большое биосферное значение. Высотная поясность приводит к смене почв, растительности, климата на коротком расстоянии. Природные ландшафты территории местами близки к эталонным природным комплексам.

Южные склоны хребтов преимущественно крутые, что вызывает курумообразование. Благодаря курумам, спускающимся по пядям, имеются значительные площади редколесных ландшафтов.

Отмечено более 340 видов растений, около 180 из которых находят применение в официальной и народной, в том числе тибетской медицине: родиола розовая, астрагал перепончатый, шлемник байкальский, ревень компактный, лофант китайский, вздутоплотник сибирский и др. Около 20 видов растений отнесены к редким и исчезающим видам. Наибольшей опасности уничтожения подвержены лук алтайский, барбарис сибирский, башмачок крупноцветковый, башмачок настоящий, кувшинка четырехугольная.

Распределение растительности на территории парка подчинено законам высотной поясности. Лесостепной пояс, господствующий у подножия горного массива, сменяется лесным поясом, а выше — кедровостланиково-лиственничным редколесьем подгольцового пояса. Уникальным является присутствие на территории парка не характерных для Ононской Даурии кедровых лесов. Собственно гольцовый пояс выражен слабо. Участки степной растительности незначительны, они занимают небольшие площади и в своем большинстве приурочены к подгорным шлейфам склонов.

Обитают 23 вида млекопитающих, 95 видов птиц, 4 вида рептилий, 2 вида амфибий, 17 видов рыб; 15 видов наземной фауны являются редкими и исчезающими видами. Водятся в парке волк, лисица, бурый медведь, соболь, горностай, колонок, рысь, кабарга сибирская, косуля, благородный олень (изюбрь), лось.

Территория парка чрезвычайно важна для экологического образования местного населения и других посетителей парка. Здесь, благодаря высотной поясности, можно наглядно проследить все разнообразие природных экосистем Восточного Забайкалья, познакомиться с богатым биологическим разнообразием региона и проследить этапы его геологического развития.

© Заповедные острова: Книга о заповедниках, национальных парках
и не только... под ред. В.В. Дежкина. - Смоленск: Маджента, 2005 г. С. 20-24