Nằm ở vùng núi cao hơn 1.000m so với mặt nước biển, quần thể hồ Thang Hen bao gồm 36 hồ nước ngọt tự nhiên, mỗi hồ cách nhau vài chục đến vài trăm mét. Các hồ đều thông nhau bởi các hang ngầm dưới lòng đất. Quanh vùng hồ là một thung lũng rộng lớn, tiếp giáp giữa xã Quốc Toản (Trà Lĩnh) và xã Ngũ Lão (Hòa An), Cao Bằng.