อุทยานแห่งชาติเขาแหลม มีพื้นที่ครอบคลุมท้องที่อำเภอสังขละบุรีและอำเภอทองผาภูมิ จังหวัดกาญจนบุรี มีสภาพป่าที่สมบูรณ์โดยรอบอ่างเก็บน้ำเขื่อนเขาแหลม ประกอบด้วยสัตว์ป่านานาชนิด สถานที่สวยงามเหมาะแก่การท่องเที่ยวศึกษาหาความรู้ และเป็นอุทยานแห่งชาติ 1 ใน 5 แห่ง ของโครงการจัดตั้งอุทยานแห่งชาติ เพื่อการเฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ในวโรกาสมหามงคลเฉลิมพระชนมพรรษา 5 รอบ วันที่ 5 ธันวาคม 2530 มีเนื้อที่ประมาณ 1,497 ตารางกิโลเมตร หรือ 935,625 ไร่

อุทยานแห่งชาติเขาแหลม เป็นพื้นที่ส่วนหนึ่งของแนวเทือกเขาตะนาวศรีที่มีเทือกเขาสลับซับซ้อน ทอดตัวตามแนวเหนือใต้ มีความสูงประมาณ 100-1,700 เมตรจากระดับน้ำทะเลปานกลาง ส่วนใหญ่จะเป็นหินปูน หินทราย และหินดินดาน ยอดเขาที่สูงที่สุดคือ เขาใหญ่ มีความสูงประมาณ 1,767 เมตรจากระดับน้ำทะเลปานกลาง จากสภาพที่เป็นภูเขาสลับซับซ้อนก่อให้เกิดลำน้ำที่สำคัญหลายสายที่ไหลลงสู่แม่น้ำแควน้อยและอ่างเก็บน้ำเขื่อนเขาแหลม ได้แก่ แม่น้ำรันตี ห้วยป้อมปี่ใน แม่น้ำบิคี่ใหญ่ ห้วยองค์พระ ห้วยเกรียงไกร ห้วยปิล๊อก ห้วยประจำไม้ ห้วยลึก ห้วยน้ำซับ ห้วยแก่งคะยือ ห้วยป่าตอง ห้วยซองกะเลีย ห้วยติพิ ห้วยทิม่องทะ ห้วยวังขยาย ห้วยช่องแคบ ห้วยท่ามะเดื่อ ห้วยน้ำมุด ห้วยเกริงกะเวีย เป็นต้น ส่วนที่เป็นพื้นน้ำของอ่างเก็บน้ำเหนือเขื่อนเขาแหลมซึ่งการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยได้สร้างขึ้นในปี 2522 และได้กักเก็บน้ำเป็นครั้งแรกในปี 2527 โดยกกเก็บน้ำในระดับปกติ 155 เมตร และสูงสุด 160.5 เมตรจากระดับน้ำทะเลปานกลาง คิดเป็นพื้นที่ผิวน้ำ ประมาณ 388 ตารางกิโลเมตร หรือร้อยละ 25.92 ของพื้นที่อุทยานแห่งชาติเขาแหลม