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Le parc est situé dans le Nord de l'île d'Ellesmere, au sein de la région de Qikiqtaaluk, à environ 2 000 km au nord de Iqaluit. Il comprend les monts Grant Land, la vallée du lac Hazen ainsi que le plateau Hazen. Avec ses 37 775 km², il s'agit du second plus vaste parc national du Canada après Wood Buffalo. Le parc ne recouvre néanmoins que 19 % de la superficie l'île. De cette superficie, 2 342 km² sont située en milieu marin.

Carte du parc

Le parc est situé dans la cordillère Arctique, une chaîne de montagnes qui s'étend du Nord de l'île d'Ellesmere aux monts Torngat, sur la frontière entre le Québec et le Labrador.

Monts Torngat

Il se divise en trois régions. À l'extrême nord-ouest, on retrouve les monts Grant Land, qui recouvrent 65 % de sa superficie et comprennent de nombreuses chaîne de montagnes alignées du nord-est au sud-ouest, à savoir la chaîne Osborn, la chaîne Garfield, la chaîne United States, la chaîne British Empire et finalement les monts Challenger.

Chaîne Osborn

Le mont Barbeau, qui culmine à 2 616 m d'altitude, le plus haut sommet de la cordillère et du territoire, se trouve au sein de la chaîne British Empire. À partir d'une altitude de 1 100 m, cette partie du parc est recouverte par des calottes glaciaires.

Mont Barbeau

La seconde partie est le bassin du lac Hazen, qui couvre 3 500 km². C'est la région la plus basse du parc avec une altitude ne dépassant pas 300 m. Au centre du bassin, on retrouve le lac Hazen, qui a une superficie de 540 km², situé à une altitude de 159 m.

Lac Hazen

Finalement, au sud, on rencontre le plateau Hazen, qui occupe 9 250 km². L'altitude de celui-ci va de 300 m près du lac Hazen à 1 300 m au fond du fjord Archer et à 800 m près du passage Robeson. La partie sud du plateau est découpée par d'imposantes vallées glaciaires. La grande majorité du plateau est libre de glace, à l'exception de deux calottes glaciaires situées aux points les plus élevés au sud-est.

Les glaciers et calottes glaciaires recouvrent 36 % du parc national Quttinirpaaq. Leur épaisseur peut atteindre 900 m, et ils sont surplombés par quelques nunataks de plus de 2 500 m de hauteur. L'alimentation du lac provient principalement de la fonte des glaciers.

Nunataks (« montagne » ou « monticule entièrement recouvert de glace durcie »)

À l'ouest du parc, on retrouve de nombreuses barrières de glace qui résultent du démantèlement de la barrière d'Ellesmere au cours du XX^e siècle en six ensembles distincts. On estime que plus de 90 % de cette barrière a fondu au cours du dernier siècle. En 2002, la barrière de Ward Hunt, la plus grande de l'Arctique, se fissure, ce qui vidange un lac de 3 milliards de m³ d'eau douce dans l'océan Arctique. Ce lac renfermait un écosystème arctique rare, qui disparaît avant d'avoir pu être étudié. Un morceau de 8 km² de glace se détache de cette barrière en 2008.

Ward Hunt

Le climat du parc est polaire. Les étés y sont courts et frais, les hivers longs froids et secs. La température y est de -30 °C en hiver et de 2 °C en été. La région reçoit à peu près la même quantité de précipitations que le Sahara. Le parc étant situé au-delà du cercle polaire Arctique, il subit la nuit polaire du mois de novembre à celui de février, et bénéficie du jour polaire de mai à août.

Bien que situé dans l'extrême Arctique et donc dans un milieu qui semble inhospitalier, le territoire du parc a quand même été occupé à plusieurs occasions. La première culture est celle des Paléo-Esquimaux de la tradition Indépendance I, qui occupent le territoire entre 2 500 et 1 000 ans av. J.-C. Ils subsistent grâce à la chasse aux caribous et aux bœufs musqués. Le site de Rivendell, situé au nord du lac Hazen, présente la transition entre les cultures Indépendance I et II.

Caribous

Les Paléo-Esquimaux de la tradition Indépendance II occupent ensuite le territoire entre 1 000 ans et 500 ans av. J.-C.. Puis vient la culture Dorset, que l'on situe entre 700 ap. J.-C. et 1300. La culture Thulé lui succède et ses membres, contrairement aux Dorsetiens, optent pour la chasse à la baleine et aux autres mammifères marins. Ils sont aussi linguistiquement et physiquement distincts des peuples qui les ont précédés. Ils abandonnent la région à la suite du refroidissement du petit âge glaciaire. Ils sont les ancêtres des Inuits actuels.