Vườn quốc gia có diện tích 786 km2 trải dài từ 175° 22' đến 175° 48' Đông và 38° 58' đến 39° 25' Nam ở trung tâm của Đảo Bắc của New Zealand.[6] Nó nằm cách một vài kilômét về phía tây-tây nam của Hồ Taupo, cách 330 km về phía nam của Auckland bằng đường bộ và 320 km về phía bắc của Wellington. Nó chứa một phần đáng kể Cao nguyên Núi lửa Đảo Bắc. Về phía đông là các ngọn đồi của Dãy Kaimanawa. Sông Whanganui bắt nguồn từ vườn quốc gia và chảy qua Vườn quốc gia Whanganui về phía tây.

Về mặt hành chính, vườn quốc gia nằm tại hạt Ruapehu, vùng Manawatu-Wanganui, mặc dù phía đông bắc của nó thuộc hạt Taupo (khu vực Waikato hoặc vịnh Hawke ở phía bắc). Như một sự trùng khớp, đối cực của vườn quốc gia này lại là một vườn quốc gia khác, Cabañeros ở Tây Ban Nha.

Vườn quốc gia Tongariro trải dài xung quanh khối núi lửa đang hoạt động là núi Ruapehu, Ngauruhoe và Tongariro. Khu bảo tồn danh thắng Pihanga có hồ Rotopounamu, núi Pihanga và khối núi Kakaramea-Tihia dù tách biệt với khu vực chính nhưng vẫn là một phần của vườn quốc gia.

Trên ranh giới của vườn quốc gia là các thị trấn Turangi, National Park, Ohakune, xa hơn nữa là Waiouru và Raetihi. Trong ranh giới của nó, khu dân cư duy nhất là làng Whakapapa là một khu trượt tuyết. Hai khu định cư của người Maori là Papakai và Otukou không phải là một phần của vườn quốc gia, mà nằm trên bờ hồ Rotoaira, giữa khu bảo tồn danh thắng Pihanga và vườn quốc gia.

Phần lớn vườn quốc gia Tongariro được bao quanh bởi những con đường được bảo quản tốt, gần như đi theo ranh giới của nó và dễ dàng tiếp cận. Ở phía tây, đường Cao tốc quốc gia 4 đi qua thị trấn National Park còn ở phía đông thì Cao tốc Quốc gia 1 băng qua khu vực này được biết đến với tên gọi "Đường Sa mạc" và chạy song song với sông Tongariro. Cao tốc 47 nối hai con đường 1 và 4 với nhau về phía bắc của vườn quốc gia, dù nó chia đôi khu bảo tồn danh thắng Pihanga thành hai. Ở phía nam là Cao tốc 49. Tuyến đường sắt chính là Đường trục chính Đảo Bắc từ Auckland đến Wellington, băng qua thị trấn National Park.

Về khí hậu, giống như toàn bộ New Zealand thì vườn quốc gia nằm trong khu vực ôn đới. Những cơn gió tây thịnh hành mang hơi ẩm từ biển Tasman. Vì các núi lửa trong vườn quốc gia Tongariro có độ cao đáng kể, nơi đầu tiên mà những cơn gió này gặp phải trên Đảo Bắc, bên cạnh núi Taranaki khiến mưa rơi gần như hàng ngày. Sự khác biệt về lượng mưa đông-tây không lớn như ở Nam Alps, bởi vì ba ngọn núi lửa không thuộc một dãy núi lớn hơn, nhưng vẫn có hiệu ứng bóng mưa đáng chú ý với sa mạc Rangipo chắn gió phía đông, nhận lượng mưa hàng năm là 1.000 mm. Tại làng Whakapapa (1119 mét) lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2200 mm, Ohakune (610 mét) lượng mưa là 1250 mm và ở khu vực có độ cao cao hơn như làng Iwikau (1770 mét) có lượng mưa lên tới 4900 mm. Vào mùa đông, có tuyết rơi ở độ cao từ 1500 mét trở lên. Nhiệt độ thay đổi đáng kể, thậm chí trong một ngày. Ở Whakapapa, nhiệt độ có thể hạ xuống dưới mức đóng băng quanh năm. Nhiệt độ trung bình là 13 °C và tối đa là 25 °C vào mùa hè, tối thiểu là -10 °C vào mùa đông. Trong một số mùa hè, đỉnh của ba ngọn núi lửa được bao phủ bởi tuyết. Trên đỉnh núi Ruapehu, những cánh đồng tuyết có thể được thấy vào mỗi mùa hè và đỉnh núi bị đóng băng.[7]