Chránená krajinná oblasť Horná Orava sa nachádza v najsevernejšej časti Slovenska. Do pôsobnosti správy CHKO Horná Orava spadá celé územie okresu Námestovo, väčšina územia okresu Tvrdošín, väčšia časť okresu Dolný Kubín.Veľkú časť územia zaberajú flyšové pohoria tvorené flyšovými horninami, na území CHKO predovšetkým horninami tzv. magurského flyšu - pieskovce a ílovce, ktoré sa v ďalších geologických dobách intenzívne zvrásňovali spolu so staršími geologickými jednotkami.

Takmer polovicu územia chránenej krajinnej oblasti zaberajú lesy. Značnú časť pokrývajú najmä lesy bukovo-jedľového vegetačného stupňa so silne zastúpenými smrekovými monokultúrami. Výnimku tvoria lesné komplexy Babej hory, Pilska a Paráča s pralesovitými porastami smreka s prímesou jarabiny. Stupeň kosodreviny je vyvinutý na Babej hore a Pilsku. Vo vrcholových častiach Babej hory je zreteľne vyvinutý aj alpínsky stupeň reprezentovaný alpínskymi lúkami.

Ďalším výnimočným javom vo vegetácii CHKO je prítomnosť značnej pestrosti rašelinných fytocenóz s výskytom charakteristických vzácnych a ohrozených druhov rastlín, ako andromédka sivolistá, rojovník močiarny, ostroplod biely, rosička okrúhlolistá, plavúnec zaplavovaný, ostrica výbežkatá, vŕba čučoriedková.

Územie CHKO Horná Orava je rozdelené podľa povahy prírodných hodnôt na 4 zóny ochrany (A, B, C a D zóna) s diferencovaným stupňom ochrany (A - 5 stupeň, B - 4 stupeň, C -3 stupeň a D - 2 stupeň ochrany). Zároveň je územie CHKO Horná Orava zaradené do Chráneného vtáčieho územia Horná Orava (SKCHVU008) hranice ktorého sú totožné s hranicami CHKO Horná Orava.