A Duna-Ipoly Nemzeti Park részei a Pilis, a Visegrádi-hegység, a Börzsöny, az Ipoly-völgy háborítatlan szakaszai, és a Szentendrei-sziget egy része.

Az Esztergomtól Budapestig húzódó Pilis-hegység alapkőzete mészkő és dolomit, és ebben található a nemzeti park 200 barlangjának túlnyomó többsége, bennük ritka denevérfajokkal.

A vulkanikus eredetű Visegrádi-hegységet és a Magas-Börzsöny vonulatát a Duna választotta el egymástól az utolsó jégkorszak idején.

A nemzeti park növényvilága igen összetett. A tölgyesektől, gyertyános-tölgyesektől, bükkösöktől a szurdokerdőkön keresztül a folyókat kísérő ártéri vegetációig sokféle növényzettípus előfordul benne. A hegyek magasabban fekvő, hűvösebb részein a kocsánytalan tölgy gyertyánnal elegyedve alakítja ki a gyertyános-tölgyeseket. Mivel az utóbbi faj alacsonyabbra nő, ezért dús, árnyas alsó lombkoronaszintet alkot. Az erdőnek ezekben az árnyékosabb részeiben az aljnövényzet kevésbé fejlett, a gyepszintben pedig csak néhány évelő lágyszárú faj él meg, amilyen például a hóvirág. Ezek a nyári és téli időszakot a föld alatt, hagyma formájában töltik.

A folyóvölgyi területek képe a Pilis és a Börzsöny tájához képest merőben más. A keskeny vízfolyásokat mézgás éger, a mélyebben fekvő területen törékeny fűz kíséri. A természetes hegyi gyepek sovány talajon nőnek, sűrű erdő itt nem jelenik meg. A sziklás hegygerinceken és a déli, meredek lejtőkön sziklagyepek díszlenek. Ahol pedig a talajviszonyok jobbak, ott rétek alakulhattak ki.

A nemzeti park számos – különböző mértékben veszélyeztetett sorsú – állatfaj számára jelent biztos élőhelyet. Rovarok, kétéltűek, hüllők, madarak és emlősök élvezik a hegyek, völgyek és vizes élőhelyek védett területeinek oltalmát. A madarak közül a parlagi sas, a vándorsólyom, a gyurgyalag, és különböző harkályfajok költenek a védett területeken.

A rovarfauna egyik látványos bogárfaja a nemzeti park emblémáján is feltűnő nagy hőscincér. Idősebb bükkerdőkben viszonylag elterjedt, de az öreg bükkösök fogyása fenyegetőleg hat fennmaradására.

Fokozottan védett ragadozó emlősünk, a hiúz, a XX. század elején csaknem teljesen eltűnt a területről. Az utóbbi tíz év során csak alkalmi megfigyelései voltak. Igen óvatos ragadozó, amely az emberi jelenlét zavaró hatására nagyon érzékeny.