Das Gebiet umfasst etwa 594 km² und wurde 1998 als Naturpark ausgewiesen. Charakteristisch für die Region sind ausgedehnte Kiefernwälder, Moore, Flüsse und vor allem eine außergewöhnlich hohe Dichte an Seen. Insgesamt gibt es hier über 100 Seen mit mehr als einem Hektar Fläche, die größtenteils durch den Fluss Dahme miteinander verbunden sind. Die heutige Landschaft entstand überwiegend während der letzten Eiszeit: Gletscher formten Täler, Senken und Endmoränen, in denen sich später zahlreiche Seen bildeten. Die Region wird häufig auch „Dahmeland“ genannt und zählt zu den beliebtesten Natur- und Wasserlandschaften rund um Berlin.
Typisch für den Naturpark ist die abwechslungsreiche Kombination aus Seen, dichten Wäldern und Feuchtgebieten. Viele der Gewässer sind durch kleine Fließe und Wasserläufe miteinander verbunden und bilden ein weit verzweigtes Wasser- und Natursystem.
Die vielen Gewässer machen die Gegend zudem zu einem beliebten Ziel für Wassersport. Zahlreiche Wasserwege ermöglichen Kanu-, Segel- oder Hausboot-Touren durch die Seenlandschaft. Durch die miteinander verbundenen Flüsse und Seen kann man theoretisch sogar eine lange Wasserroute zurücklegen: Über die Dahme gelangt man zur Spree, weiter zur Havel und schließlich über die Elbe bis zur Nordsee.
Der Naturpark Dahme-Heideseen ist ein bedeutendes Schutzgebiet für zahlreiche seltene Tier- und Pflanzenarten. Besonders die Seen, Moore und Feuchtgebiete bieten wertvolle Lebensräume für viele spezialisierte Arten. Zu den bekanntesten Tieren der Region gehören unter anderem Fischotter, die saubere Gewässer benötigen, sowie Fischadler, die hier regelmäßig brüten. Auch seltene Vogelarten wie die Trauerseeschwalbe sind in den Seenlandschaften zu finden. In den Feuchtgebieten leben außerdem Amphibien wie Kammmolche und Rotbauchunken.