Le parc naturel du Diemtigtal est niché entre les chaînes du Niesen et de Turnen. Le Seehorn, le Spillgerte, le Rauflihorn et le Männlifluh, le point culminant de la vallée avec ses 2652 m d'altitude, ferment la vallée au sud. Le Burgholz, avec ses remarquables tours de moulin, est le point le plus bas du parc, à 640 m d'altitude.
Avec sa délimitation par les montagnes environnantes et sa porte d'entrée naturelle en début de vallée, le Diemtigtal correspond déjà à l'idée qu’évoque un parc naturel.
Le Diemtigtal, long de 16 km, est la plus grande vallée latérale du Simmental. Le territoire du parc s'étend sur le Diemtigtal du même nom et comprend la commune de Diemtigen, ainsi qu’une petite partie de la commune de Zweisimmen. Le périmètre du parc naturel englobe, plus précisément, l'ensemble du territoire de la commune de Diemtigen et, pour des raisons naturelles, une partie du territoire de la commune de Zweisimmen dont les eaux s'écoulent dans la vallée de Diemtig. Le parc naturel régional Diemtigtal couvre ainsi une superficie de 135,4 km2.