A esta área silvestre la comunica un canal que parte de Moín, en las cercanías del Puerto Limón, con una longitud de 72 km. También hay comunicación por mar y por vía aérea.
El parque se asienta sobre una llanura - la otrora fosa de Nicaragua -, colmatada desde hace 7 millones de años, en la que sobresalen pequeños cerros, como el Lomas de Sierpe (311 m.), que son antiguos conos volcánicos compuestos de lavas, piroclastos, andesitas, y piedra pómez. Los ríos divagan por estas regiones arrastrando sedimentos que son dispuestos en forma paralela por las corrientes litorales dando lugar a extensas y rectilíneas playas. Estas costas de arenas oscuras, azotados por un mar embravecido, resultan un lugar ideal para el desove de tortugas marinas baula - la más grande del mundo ( hasta 700 kg. de peso) carey y verde - una especie de 1 m de longitud y de hasta 200 kg. de peso.
La tortuga verde forma grandes grupos para reproducirse en áreas lejos de los sitios de alimentación, como es el caso de Tortuguero, convertido en la más importante área de desove en toda la mitad occidental del Caribe. Las Tortugas carey desovan de julio a octubre; las baulas de febrero a julio, con mayor frecuencia durante abril y mayo, y las verdes de julio a octubre, con mayor intensidad en agosto. Otro zona de desove para estas especies es la vecina Barra de Matina, al sur del parque.
La fauna es rica y diversa; son particularmente abundantes los monos, los anuros - de los cuales se han observado 60 especies -, las aves - de las que se conocen 309 especies - y los peces. Algunas de las especies presentes en el parque son los mono congo, carablanca y colorado, el murciélago pescador, el jaguar, el manigordo, la nutria, el saíno, el tolomuco, el perezoso de tres dedos, y el tepezcuintle.
Algunas de las aves presentes son la lapa verde, el pavón, el zopilote cabecirrojo, el trogón violáceo, la oropéndola de Montezuma - que forma infinidad de nidos colgantes - y el gavilán cangrejero.
Tortuguero es una de las áreas silvestres de mayor diversidad biológica del país. Se han identificado 11 hábitats, incluyendo vegetación literal, bosques altos muy húmedos, bosques sobre lomas, bosques pantanosos, yolillales, pantanos herbáceos y comunidades herbáceas sobre lagunas. Algunas de las especies de árboles más comunes son el cedro macho, el fruta dorada, el gavilán, el pilón, el María y el javillo negro. Un recurso natural abundante es el agua; canales, caños, lagunas, lagunetas son alimentadas por los ríos que descienden de la lluviosa cordillera Central, y por las torrenciales precipitaciones que cae en el sector, en rangos de 4.500 a 6.000 mm. Por año. Solamente en setiembre y octubre la lámina de agua es equivalente a la recogida en un año en la ciudad de Cartago, en el Parque Nacional Santa Rosa o en la ciudad de Bagaces. La actividad pluvial puede durar varios días seguidos, pero se nota una merma en el transcurso de marzo, una época apta para visitar la región. El clima es muy húmedo y sofocante.