Територията на Парка обхваща ридовете на Странджа планина, включително до скалистото крайбрежие на Черно море. Странджа планина е разположена в източната част на историко-географската област Тракия между Бургаската низина, Черно море и Източнотракийската равнина. Странджа има три добре очертани била – основното южно било в Турция, граничното Резовско било и ридът Босна, разположен изцяло на българска територия. Южното било, разположено в посока северозапад-югоизток, е изцяло в турска територия и на него се намира най-високият връх на планината – Махиада, висок 1031 m. Граничното било е оградено от долините на Резовска река и Велека и най-високата му точка е връх Голямото градище (710 m) – най-високия връх в Парка и в българската част на планината. На изток и североизток, в географските граници на планината Странджа, е разположен ридът Босна, с най-висок връх Папия (501 m) с излизащите извън границите на Парка разклонения Росен баир и Медни рид.

В долината на Велека, между граничното Резовско било и рида Босна, е разположена историко-географската област Хасекията.