Mục tiêu của Vườn quốc gia Cúc Phương là bảo vệ các hệ sinh thái rừng nguyên sinh, rừng mưa nhiệt đới thường xanh trên núi đá vôi. Bảo tồn nguồn gen đông, thực vật rừng quý hiếm, trung tâm cứu hộ các loài động thực vật hoang dã nguy cấp
Vườn quốc gia Cúc Phương là một địa điểm khảo cổ. Các di vật của người tiền sử có niên đại khoảng 12.000 năm đã được phát hiện như mồ mả, rìu đá, mũi tên đá, dao bằng vỏ sò, dụng cụ xay nghiền... trong một số hang động ở đây chứng tỏ con người đã từng sinh sống tại khu vực này từ 7.000 đến 12.000 năm trước.
Khí hậu ở Cúc Phương thuộc loại khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình năm khoảng 24,7°C. Địa hình phức tạp, rừng ở dạng nguyên sinh chứa nhiều bí ẩn, và cảnh quan độc đáo. Tại đây có rất nhiều hang động với cảnh quan kỳ thú và ẩn chứa những chứng tích văn hoá lịch sử lâu đời như động Trăng Khuyết, động Chúa, động Thuỷ Tiên, động Người Xưa, hang Con Moong, động San Hô...
Trong vườn còn có suối nước nóng 38°C. Hệ thực vật rất phong phú với 1.944 loài thuộc 908 chi và 229 họ. Đặc biệt có cây chò xanh, cây sấu cổ thụ đều trên dưới 1.000 năm tuổi, cao từ 50-70m. Riêng hoa phong lan có tới 50 loài, có loài cho hoa và hương thơm quanh năm. Hiện nay,vườn quốc gia Cúc Phương đã trở thành một trung tâm cung cấp các loài thực vật quý hiếm, có giá trị kinh tế cao phục vụ cho các chương trình trồng rừng trong khu vực và trên cả nước. Nơi đây đã có những khu gây giống tự nhiên đạt kết quả cho các loài chò chỉ, chò xanh, kim giao... Trong tương lai vườn còn xây dựng và mở rộng thêm cơ sở thực nghiệm để cung cấp giống nhiều loài cây thuốc, cây cảnh quý hiếm cho những nơi có nhu cầu.
Rừng Cúc Phương có hệ sinh thái khá phong phú và đa dạng, gồm 97 loài thú (trong đó nổi bật nhất là các loài khỉ châu Á), 137 loài chim, 76 loài bò sát, 46 loài lưỡng cư, 11 loài cá và hàng ngàn loài côn trùng. Nhiều loài nằm trong Sách đỏ Việt Nam. Cúc Phương là nơi sinh sống của một số quần thể thú quan trọng về mặt bảo tồn, trong đó có loài linh trưởng đang bị đe dọa tuyệt chủng trên toàn cầu ở mức đe dọa cực kỳ nguy cấp là voọc quần đùi trắng và loài sẽ bị nguy cấp trên toàn cầu là Cầy vằn, loài báo hoa mai là loài bị đe dọa ở mức quốc gia. Cúc Phương cũng có hơn 40 loài dơi đã được ghi nhận tại đây.
Đến nay, đã có 313 loài chim được xác định ở Cúc Phương. Cúc Phương nằm tại vị trí tận cùng phía bắc của vùng chim đặc hữu vùng đất thấp Trung Bộ, tuy nhiên, chỉ có một loài có vùng phân bố giới hạn được ghi nhận tại đây là khướu mỏ dài . Cúc Phương được công nhận là một vùng chim quan trọng tại Việt Nam.
VQG Cúc Phương là một địa điểm du lịch nổi tiếng về sinh thái, môi trường. Cúc Phương thu hút khoảng vài trăm nghìn lượt khách hàng năm. Du khách đến đây để khám phá hệ động thực vật phong phú, chiêm ngưỡng cảnh quan thiên nhiên đẹp, tham gia các chương trình du lịch sinh thái, nghỉ dưỡng, lửa trại, mạo hiểm, nghiên cứu và văn hóa lịch sử. Trung tâm vườn đặt tại xã Cúc Phương, Nho Quan, Ninh Bình. Trong khuôn viên rừng có một số tuyến điểm du lịch như các trung tâm bảo tồn, các hang động tiền sử, các cây cổ thụ đặc trưng, bản người Mường...
Vườn quốc gia Cúc Phương là 1 trong 4 đại diện đầu tiên của Việt Nam ứng cử di sản thế giới năm 1991 (cùng với vịnh Hạ Long, chùa Hương và Cố đô Hoa Lư). Hiện tại tỉnh Ninh Bình vẫn tiếp tục hoàn thiện hồ sơ để đề nghị UNESCO công nhận rừng Cúc Phương là di sản thiên nhiên thế giới. Trong hồ sơ đề cử hang Con Moong thuộc rừng Cúc Phương là di sản văn hóa thế giới do tỉnh Thanh Hóa chủ trì, các nhà khoa học cũng đề nghị xét mở rộng phạm vi đối tượng đề cử khác trong bối cảnh tổng thể vườn Cúc Phương.