해발 고도 1561.8m. 서쪽 능선은 주왕산(1381.4m)과 연결되며, 남서쪽의 벽파령을 경계로 청옥산(靑玉山, 1,257m)이 솟아 있다. 맑은 날 동해가 보인다는 망운대를 비롯하여 백발암 · 장자탄 · 용굴계곡 · 비룡종유굴 등 가리왕산 8경이 있을 정도로 수려한 경관을 자랑한다.
정상부를 포함한 대부분의 지역은 중생대(中生代) 트라이아스기(Trias紀)의 평안 누층군(平安累層群) 지층이며, 그 아래로 고생대(古生代) 평안 누층군 지층들이 북동-남서 방향으로 발달해 있다. 이들 지역을 구성하는 암석들은 대부분 셰일, 사암이며, 일부 지역에 석회암과 무연탄이 분포한다. 가장 남쪽의 정선읍 용탄리 일대는 고생대 조선 누층군 지층으로 정선석회암이 기반암을 이룬다. 퇴적암으로 이루어진 관계로 전형적인 토산의 특성을 가지고 있다.
북쪽 사면으로는 오대천으로 흘러드는 지류가 발달하며, 남쪽 사면으로는 용탄천이 가리왕산 자연휴양림과 얼음동굴을 지나 조양강(동강)으로 흘러든다. 옛날 맥국(貊國)의 가리왕(加里王) 또는 갈왕(葛王)이 피신한 산이란 설과 산의 모습이 큰 가리와 같다는 설이 지명 유래로 전해진다.
산 능선에는 고산 식물인 자작나무와 주목이 군락을 이루며, 늦은 봄에는 산기슭 곳곳에 취나물과 두릅 등 여러 종류의 산나물 들이 많다. 이 산에서 이어지는 능선에는 벽파재[碧波嶺] · 성마령(星摩嶺) · 마전령(馬田嶺) 등이 있어, 「정선아리랑」 등 많은 민요 가락들의 여운이 서려 있다.
2018 평창동계올림픽 당시 알파인 스키 경기를 위해 숙암골에 활강 스키장을 건설하면서 많은 논란을 겪기도 했다. 현재 이 장소는 케이블카가 다니는 관광지로 변했다. 올림픽이 끝난 후 이곳을 본래의 숲으로 복원한다는 약속을 이행해야 한다는 환경단체의 목소리와 관광 시설을 통해 지역 경제가 조금이라도 살아나기를 바라는 지역 주민들의 목소리가 공존하고 있다. 정선군은 생태 복원 및 지역 균형 발전 등과 연계한 가리왕산 올림픽 국가정원 조성을 추진하고 있다.