Este parque nacional está localizada en el mismo centro geográfico de la República Dominicana, en el municipio de Constanza, provincia La Vega. La zona que actualmente se conoce como Parque Nacional de Valle Nuevo fue declarada como zona vedada con los terrenos que comprenden la montaña denominada "Alto de la Bandera", ubicada en Constanza, provincia La Vega, mediante la Ley No.5579 del 19 de julio de 1961. Luego esta área fue declarada reserva científica mediante el Decreto 1315 del 11 de agosto de 1983. El Decreto 233 del 1996 le reasignó la categoría de parque nacional, lo cual fue ratificado por la Ley 64-00 sobre Medio Ambiente y Recursos Naturales.
Esta área, con una superficie de aproximadamente 910 km², comprende una especie de meseta alpina (Valle Nuevo) que se eleva a 2,200 m y contiene uno de los sistemas ecológicos de montaña más complejo e interesante del país, con una vegetación de sabana alta muy exclusiva. Es morada casi total de coníferas como el pino criollo (Pinus occidentalis) y sabina (Juniperus gracilior). Hacia el Oeste, en Pinar Parejo, se encuentran algunas manchas de latifoliadas muy bien conservadas, principalmente de ébano verde (Magnolia pallescens), árbol endémico de una preciosa y apreciada madera.
El conjunto de altiplanos y vallecitos que componen la región son ejemplos de la última glaciación y algunos de sus características geológicas muestran que fue la zona de mayor actividad volcánica de la isla en tiempos geológicos.
Aunque no se disponde de estadística climáticas actuales, las isoyectas indican que la pluviometría puede sobrepasar los 2,500 mm de lluvia al año. La temperatura oscila alrededor de los 17 °C, pudiendo llegar a 5 grados bajo 0, presentándose escarchas en los meses más fríos del año.
La hidrografía de esta área protegida reviste una importancia vital en el mantenimiento de la calidad de vida de una parte considerable de la población dominicana, pues las aguas que allí se producen son parte significativa del caudal que va a cinco represas y un número de importantes canales de riego. Ríos como Las Cuevas y Río Grande (afluentes del Yaque del Sur), Nizao, Ocoa, Banilejo, El Canal, Yuna, Tireo y Río Blanco, nacen en esta área natural protegida, además de los arroyos Hoyo del Pino, Los Hinojos, El Convento, La Vaca, Miguel Martín, Rancho Tomás, Los Cimarrones, Frío, Piedra, Brazo Izquierdo, La Norita, La Nuez, Blanco, Cachimán, Arabia, Bonito, Quita Sueño, Copey, Azulito, El Colorado, Cana, Arroyón, Madre Vieja y las cañadas El Gallo, Loma Atravesada, Derecho Largo, La Piedra, Hembra y El Macho.
La flora de esta Reserva Científica está influenciada por las siguientes zonas de vida: Bosque húmedo Montano Bajo (Bh-MB), Bosque muy húmedo Montano Bajo (Bmh-MB), Bosque pluvial Montano Bajo (Bp-MB) y Bosque muy húmedo Montano Bajo de transición a Bosque pluvial Montano Bajo (Bmh-MB > Bp-MB). En esta área natural protegida se han reportado 249 especies diferentes de plantas, repartidas en 65 familias de las 162 que existen en la República Dominicana. Noventa y siete (97) de las especies estudiadas son endémicas o exclusivas de los tipos de ambientes que se dan en esa región que, más que de clima subtropical, es de clima templado; de ahí que productos como manzanas, ciruelas y flores exóticas se producen con facilidad en el área. El endemismo botánico de esta área protegida (39%) es superior al nacional, lo que deja bien claro la importancia muy particular que tiene la zona.
La fauna ha sido pobremente estudiada; sin embargo, se conoce una lista de 64 especies de aves allí presentes, entre las cuales se encuentra la cigüita de Constanza (Zonotrichia capensis antillarum), canario (Carduelis dominicensis), cigüita del pinar (Dendroica pinus chysoleuca), jilguerillo (Euphonia musica), golondrina verde (Kalochelidon euchrysea). También se encuentra allí el conejo (Orictolagus cuniculus), una especie introducida asilvestrada.