อุทยานประวัติศาสตร์ภูพระบาท ตั้งอยู่บนเขา “ภูพระบาท” ภูเขาขนาดย่อมลูกหนึ่งของเทือกเขาภูพาน อันเป็นแนวขอบด้านทิศตะวันตกของเเอ่งสกลนคร ซึ่งอยู่ในเขตคาบเกี่ยวระหว่างตำบลเมืองพานและตำบลกลางใหญ่ อำเภอบ้านผือ จังหวัดอุดรธานี ภูเขาลูกนี้มีพื้นที่ทั้งหมด ๓,๔๓๐ ไร่ เป็นพื้นที่ของเขตป่าสงวนแห่งชาติ “ป่าเขือน้ำ” ชื่อ “ภูพระบาท” มีที่มาจากรอยพระพุทธบาทที่ประดิษฐานอยู่บนเทือกเขาแห่งนี้ และภายในเขตอุทยานประวัติศาสตร์ภูพระบาทยังมีเสาหินและเพิงหินขนาดใหญ่กระจายตัวอยู่ทั่วไป เพิงหินเหล่านี้เป็นหินทรายของหมวดหินภ