Naturen i Dovre utgjør en viktig del av naturvernhistorien i Norge. Allerede i 1905, før Norge hadde naturvernlovgivning, ble 52 plantearter på de kongelige fjellstueutmålingene på Dovrefjell fredet ved kongelig forordning. Fredningen var en direkte foranledning til den første naturvernloven i 1910, og de samme planteartene i det samme området ble fredet gjennom den første naturfredningen i Norge i 1911. Fuglelivet på Fokstumyra ble fredet allerede i 1923, som det første området med fredning i Norge etter naturvernloven av 1911. Rondane, der en stor del av arealet og mange av toppene høyere enn 2000 m ligger i Dovre kommune, ble opprettet som landets første nasjonalpark i 1962. I dag er 73% av arealet i Dovre kommune vernet etter naturvernloven som nasjonalpark, naturreservat og landskapsvernområde. I mange av disse områdene er hovedformålet for vernet å ta vare på villreinens leveområder. 

Dovrelandskapet preges av rolige terrengformer og er lett framkommelig. Men Dovre har også områder med steile og vanskelig tilgjengelige områder med høge, bratte topper med botner og breer. I Rondane og Snøhettaområdet er det områder med utfordrende terreng og høge fjelltopper over 2000 moh. 

I dette landskapet har villreinen levd i uminnelige tider, og området har en ubrutt jakt- og fangsttradisjon som fortsatt er en del av hverdagen for oss som bor her. Villreinen bruker fortsatt de samme områdene og trekkene som den gangen de gamle og omfattende fangstanleggene for villrein ble etablert. Villreinen på Dovrefjell og i Rondane er den siste rest av den opprinnelige ville fjellreinen i Europa, og den er svært sky og var på folk og forstyrrelse, særlig i kalvingstida om våren. Vi som bor i området, vil aldri tenke på å nærme oss en villreinflokk slik at vi forstyrre den! Dette er rester etter et opprinnelig intakt fjelløkosystem der villreinen, jerv, fjellrev, kongeørn og ravn har nøkkelroller, men der fjellreven nå er usikker i området. 

Moskusen på Dovrefjell er en sjarmerende nykommer blant dyrene på Dovrefjell, etter at den døde ut i Europa under siste istid. Det ble innført moskuskalver til Dovre tidlig på 1950-tallet. Moskusen trives godt i fjellet og har formert seg til nå å være en stamme på mer enn 200 dyr. Dette er godmodige dyr, men de kan være farlige dersom man ikke respekterer dem når de varsler. 

Dovrefjell og Gudbrandsdalen har til alle tider vært viktig for ferdselen mellom sør og nord og øst og vest. Den store ferdselen førte til at de rike naturverdiene på Dovrefjell og i Grimsdalen ble tidlig oppdaget. Fra tidlig på 1800-tallet har det vært stor valfart til områdene av folk med interesse og kunnskap om planter og fugler. Det har ført til at områdene er godt undersøkt og beskrevet. 

Områdene er svært artsrike både når det gjelder planter og fugler med mange sjeldne og spesielle arter. Trane, brushane, myrhauk, ørn, fjellvåk og jordugle er markerte arter en kan møte, men også ender og vadere setter sitt preg på områdene. Småfugl som den vakre blåstrupa er hyggelig å møte. Fjellerka som finnes høgt til fjells, er en karakterart for området. 

Fjellområdene i Dovre ligger i Nord-Europas rikeste plantefjell. Den lodne og lett synlige mogopen er den første vårblomsten i fjellet. Den blomstrer samtidig som snøen forsvinner og trosser det harde fjellklimaet på en suveren måte. Mange planter finnes bare i dette området eller i få områder i landet. Planter som er sjeldne andre steder i landet, er vanlige her. Den lille, men godt synlig fjellnøkleblomen, ulike sildrearter og reinrosa vokser tett over store områder. Mer unnselige arter som ulike arter rublom, arve, og starr forekommer også til dels vanlig. Seterområdene i Grimsdalen har et rikt kulturlandskap med mange planter som er avhengig av slått og beiting av husdyr. Arter på gamle beitemarker i Grimsdalen som er lett å få øye på når en bøyer seg ned, er søteartene. Snøsøta er godt synlig med sin skarpe blåfarge når den åpner seg i godvær. Grimsdalen er også spesiell med mange sjeldne beitemarkssopp og lavarter. 

Men også på vestsida av Gudbrandsdalen, i mindre kjente områder, er det rikt botanisk liv. Her finner vi lapprosa, en liten og krypende ”busk” med nydelige blomster. Den er den eneste viltlevende rhododendronarten i Norge! 

Dovre er også kjent for sine palsmyrer. Dette er av de sørligst liggende palsmyrer i landet. Palser er partier i fjellmyrer som har iskjerne under en isolerende overflate. Disse myrene er svært sårbare for ferdsel og tråkk. Da brytes isolasjonen rundt iskjernen og palsen vil bli borte. Flere av naturreservatene og myrer i Dovre har forekomt av palser.