Es un espacio natural protegido del oeste de Argentina situado en el sector centro-meridional de la provincia de San Juan. Se extiende desde el valle de Calingasta, a 1.600 m de altitud, hasta las estribaciones de la sierra del Tontal, a 4.300 m sobre el nivel del mar, la parte más elevada de la Precordillera de la Rioja, San Juan y Mendoza. Fue creado como reserva natural en 1994 pero en 2002 se convirtió en parque nacional.
Su rico ecosistema incluye especies características de tres provincias biogeográficas, que corresponden a arbustos típicos del Monte; estepas arbustivas características del distrito Austral y de la Puna; y, finalmente, coironales, estepas y vegas del distrito Cuyano Altoandino. En cuanto a su fauna, se encuentran especies protegidas como el suri cordillerano y el chinchillón. Dentro de su perímetro se encuentran las instalaciones de dos observatorios astronómicos en los que se desarrollan actividades científicas: el Complejo Astronómico El Leoncito y el Observatorio Astronómico Doctor Carlos U. Cesco. El Parque nacional El Leoncito incluye también lugares de interés histórico y arqueológico (pinturas rupestres, tramos del Camino del Inca), así como yacimientos paleontológicos que son muestra de la riqueza histórica y cultural del área.