A védett terület sokféleségét az adja, hogy a Pilis, a Visegrádi- és a Börzsöny hegységeket, az Ipoly-völgy Hont és Balassagyarmat közötti szakaszát, valamint a Szentendrei-sziget egyes részeit egyaránt magában foglalja. A különböző geológiai formák ennek megfelelően változatos, vulkáni és üledékes kőzetekből épülnek fel. De találkozhatunk itt folyóvölgyek helyenként ma is változó allúviumával és a kavicságyban épülő–pusztuló zátonyokkal is. A hegyek gyomra pedig összesen háromszázharmincnégy barlangot rejt.
Ami a növényzetet illeti, azt a sokszínűség mellett az átmenetiség jellemzi. Ennek oka részben az alapkőzet változatossága, részben pedig a szubmediterrán és kontinentális klímahatárok találkozása. A nemzeti park területén előforduló védett és fokozottan védett fajok száma meghaladja a hétszázat. Ezek közül unikumnak számít a magyarföldi husáng, és látványos ritkaság az Ipoly-völgy ártéri rétjein virító réti iszalag is.
Változatosságát tekintve az állatok világa sem marad el a növényekétől. A Dunakanyarban áttörő víz a felgyorsult folyással, kavicsos aljzattal ritka, endemikus csigafajok élőhelye: előfordul a bödöncsiga és a rajzos csiga. A halfauna legértékesebb tagja a petényi márna. A kétéltűfaunából pedig, mely egyébként az összes hazai fajt tartalmazza, a Börzsöny nedves völgyaljain élő foltos szalamandra tűnik ki. A hüllők közül a pannon gyík érdemel külön említést. Sok errefelé az erdei énekes- és ragadozó madár, a folyók mentén vízi, parti és gázlófajok egyedei fordulnak elő nagy számban. Kiemelkedő jelentőségű a kerecsensólyom, a parlagi sas és a kígyászölyv állománya, és költ itt fekete gólya is. A barlangok, elhagyott bányajáratok népes denevérkolóniáknak adnak helyet. Több védett cickány- és pelefaj él a területen, a nagy testű ragadozók közül a háborítatlan erdőkben időnként feltűnik a hiúz, a vizek mentén pedig a vidra.
A Duna–Ipoly Nemzeti Park tavasztól őszig elsősorban a természetjárók kedvelt pihenőhelye, a tél beálltával azonban a téli sportok kedvelői veszik át a helyüket. A terület legfelkapottabb része kétségkívül a festői szépségű Dunakanyar, amely egész évben vonzza az üdülőket. A népszerűségnek azonban vannak hátulütői is, hiszen sok kiránduló ma sem tiszteli kellően a környezetet, nem törekszik a védelmére, s ez komoly feladatok elé állítja az erdőfelügyelet és a park természetvédelmi munkatársait.
