
Se ubica a 112 km al norte de Puerto Natales y a 312 de la ciudad de Punta Arenas, en la Región de Magallanes y Antártida Chilena. Limita al norte con el Parque Nacional Los Glaciares, en Argentina.
El parque fue creado el 13 de mayo de 1959. La Unesco lo declaró Reserva de la Biosfera el 28 de abril de 1978.
El parque presenta una gran variedad de entornos naturales: montañas (entre las que destacan el complejo del Cerro Paine, cuya cumbre principal alcanza los 3.050 m, las Torres del Paine y los Cuernos del Paine), valles, ríos (como el río Paine), lagos (destacando los conocidos como Grey, Pehoé, Nordenskjöld y Sarmiento) y glaciares (Grey, Pingo, Tyndall y Geikie, pertenecientes al Campo de Hielo Patagónico Sur).