לפני הכרזת הפארק והקמתו, המרחב שהיה בין המעיינות היה שטח הפקר בין רשויות מקומיות שונות. בימי הקיץ נדחסו אלפי מבקרים ליד המעיינות. צפיפות, רעש ואבק של כלי רכב, לכלוך ואשפה רבה פגעו בטבע, ובמעיינות ופגמו קשות בהנאת המבקרים. כתוצאה מכך, נוצר שיתוף פעולה בין קרן קיימת לישראל, רשות ניקוז ונחלים ירדן דרומי, המועצה האזורית עמק המעיינות, רשות הטבע והגנים, החברה הממשלתית לתיירות ומשרד החקלאות, לשם הקמת הפארק ופיתוחו באופן שיתחשב בערכי הטבע והנוף. בפארק הוסדר מסלול המתאים להולכי רגל ולרוכבי אופניים ולכן הוא נסגר לתנועת כלי רכב מנועיים.

פארק המעיינות משתרע במערבו של עמק בית שאן למרגלות הגלבוע. העמק כולל שדות של גידולי שדה כגון חמניות, גזר, עגבניות ובריכות דגים. מקור מי המעיינות הוא ברובו מי גשמים היורדים על הרי השומרון. המבנה הגאולוגי של הגלבוע המתנשא מעל העמק - שהוא שלוחה צפונית של הרי השומרון - הוא המאפשר את שפע המעיינות על אף האקלים החם ומיעוט המשקעים (כ-300 מ"מ בשנה בלבד) באזור המעיינות עצמו. שכבות הסלע בשומרון בנויות כך שמי הגשמים הרבים המחלחלים בצפון השומרון, מאזור שכם ועד הגלבוע, זורמים בשכבות תת-קרקעיות לעבר עמק בית שאן. השבר הגאולוגי בחלקו הצפוני של הגלבוע, מביא לפריצת המים במעיינות. השבר הגאולוגי מעניק להר הגלבוע מראה מרשים במיוחד לצופה מעמק המעיינות, כיוון שהוא יוצר קיר זקוף המתנשא כ-500 מטרים מעל העמק.

המים בפארק המעיינות מצטיינים בצלילותם הרבה. האור חודר אליהם בקלות ומאפשר את קיומם של צמחי מים טבולים כמו קרנן טבוע, צמח שכל גופו טובל במים. צמחיית מים וצמחיית גדות עשירה במיוחד נמצאת בנחל קיבוצים שהוכרז כשמורת טבע. בגדות צומחים בעיקר קנה מצוי, אשל הירדן, סוף מצוי, קנה סוכר גבוה, פטל קדוש, וטיון בשרני. במקומות הלחים שמחוץ לגדות צומחים גם סמר ימי וצמחים נדירים כמו אגמון החוף וערידת הביצות. בפארק המעיינות שרדו גם צמחיים שעומדים בפני סכנת הכחדה כגון מכבד הביצות, קוצן מכונף, לוטוס צר עלים וכריך שעיר. שטח הפנים הגדול של המעיינות מאפשר ערבול אוויר ולכן גם אספקה טובה של חמצן במים. תנאים אלו מעניקים קיום לאוכלוסייה גדולה של חסרי חוליות – סרטנים ירודים, חרקים ורכיכות. יצורים אלו והאצות שבמים הם הבסיס לקיומה של אוכלוסיית דגים עשירה. במי פארק המעיינות מתקיימים יותר מ-10 מיני דגים. המעיינות מרווים את צמאונם של בעלי-חיים כגון חזירי בר, תנים, שועלים מצויים, חתולי ביצות ודורבנים המנצלים את סבך הצמחייה למחסה. המעיינות ובעיקר בריכות הדגים שבתחום הפארק מושכים אליהם מינים רבים של עופות חורף ועופות יציביים כגון קורמורן גמדי, אנפת לילה, לבנית קטנה, שלדג לבן-חזה, אנפה ארגמנית, דיה שחורה, עיט צפרדעים, חסידה שחורה וחסידה לבנה, שלדג גמדי ועוד.ישראל נמצאת במרכז מסלול הנדידה של הציפורים הנודדות בחורף מאסיה ואירופה הקרות לאפריקה החמה. בשל הטמפרטורות הנוחות ושפע מקווי המים, פארק המעיינות הוא מתחם עצירת ביניים אידיאלי לציפורים. בעונת הנדידה אפשר לראות מגוון של מיני ציפורים נודדות שעוצרות למנוחה..

פארק המעיינות כולל כמה שמורות טבע: השביל הרטוב בנחל שוקק, תל שוכה, עין מגדל, עין מודע, עין חומה, נחל הקיבוצים, עין שוקק ובריכת הטחנה.