Dzūkijos nacionalinis parkas neatsitiktinai buvo įsteigtas Dainavos santakinio upyno teritorijoje, nepaprastai turtingoje tiek gamtinėmis, tiek ir kultūrinėmis vertybėmis. Parke į Nemuną savo vandenis suneša net 36 upės ir upeliai. Gausūs upių slėniai sujungia į vieną visumą Dzūkų aukštumos kalvas bei ežerus ir Dainavos smėlėtąją lygumą su žemyninių kopų telkiniais, slėniais migruoja augalų ir gyvūnų rūšys. Vyraujantys smėlynai įtakoją ir šaltinių gausą bei savitą mikroklimatą su gausiomis šalnomis, kontrastingomis oro temperatūromis ir vietinėmis audromis.
Išskirtinė Parko gamtos ypatybė yra ir miškų gausa. Parko miškai priklauso vienam didžiausių šioje Europos dalyje miškų 350 000 ha masyvui, nusitęsusiam nuo Augustavo pietryčiuose iki Valkininkų šiaurėje. Mišku apaugę net 47 282,9 ha arba 84,6 % bendro Parko ploto. Miškuose vyrauja pušynai, užimantys 42 874,2 ha (net 90,7% miškų), daugiausiai kerpšiliai ir brukniašiliai, ištikimi upių pakrančių palydovai yra juodalksnynai.
Nacionalinis parkas yra viena iš nedaugelio teritorijų Europoje su dar gyvu tradiciniu kultūriniu kraštovaizdžiu. Miškų glūdumoje pasislėpusius kaimelius supa nedidelių laukų ir pievų bei ganyklų mozaika. Ganomi slėnių šlaitai, savitos šienaujamos, įvairaus drėgnumo paupių pievos bei žemapelkės, dėl žmogaus veiklos atsivėrę smėlynai yra labai svarbūs atvirų buveinių augalų ir gyvūnų rūšims, per šimtmečius prisitaikiusioms prie ekstensyvios ūkinės veiklos.
Parko teritorija pasižymi ir išskirtine biologine įvairove, ji yra tapusi prieglobsčiu daugeliui įprastų ar retų augalų, grybų ir gyvūnų rūšių. Šilumamėgės Pietryčių Europos rūšys iš Baltarusijos, Ukrainos ar Lenkijos į mūsų kraštą atkeliauja Nemuno ir Merkio bei kitų upių slėniais bei kontinentinias smėlynais. Nemažai ir šiaurėje paplitusių augalų ir gyvūnų rūšių, išlikusių mūsų krašte nuo poledynmečio laikų drėgnuose spygliuočių miškuose, šaltavandenėse upėse, pelkėse.