El Parque se ubica al sudoeste de la provincia de La Rioja. El área es declarada Parque Nacional el 11 de junio de 1997. El 29 de noviembre de 2000, la UNESCO lo declaró Patrimonio Natural de la Humanidad, conjuntamente con el Parque Provincial Ischigualasto en San Juan, por considerarlos a ambos como una misma unidad.
La región está conformada por un sistema de sierras que se extienden de norte a sur. Es una zona de gran valor paleontológico a nivel mundial por la riqueza de fósiles que contiene. Los registros hallados cubren la secuencia casi completa del período triásico, de entre 240 y 200 millones de años de antigüedad.