Площадь 139 663 га. Территория парка представляет собой природный и историко-культурный комплекс, расположенный в юго-западной части Архангельской области на стыке Плесецкого и Каргопольского районов, его западная граница проходит по границе с Республикой Карелия. По конфигурации территория национального парка — вытянутый в меридиональном направлении многоугольник. Максимальное расстояние с юга на север — 72 км, с запада на восток — 27 км. Территория парка на три четверти покрыта лесной таёжной растительностью, остальную часть занимают болотные массивы, луга, озёра (Кенозеро, Лекшмозеро и др.). Смешанные сосново-еловые леса занимают площадь около 106 тысяч га или 76 % территории.

Флора Кенозерья имеет специфический облик средней тайги, её особенность — присутствие западно-сибирских и европейских видов. Всего на территории Парка отмечено произрастание более 600 видов высших сосудистых растений из 77 семейств, из которых 53 относятся к категории редких и исчезающих. Наибольшее количество видов приходится на следующие семейства: сложноцветные, злаки, осоковые, розоцветные и норичниковые. Из растений, помещённых в Красную книгу Международного союза охраны природы, встречается башмачок настоящий, а в Красную книгу РФ — башмачок настоящий, полушник тончайший, полушник озёрный и пальчатокоренник Траунштейнера.