Ambienti e culture diverse gravitano sull'area del Parco. Le frazioni dislocate sui declivi che si affacciano sulla Valle del Piave (Feltrino e Bellunese), si distinguono certamente dai centri agordini o zoldani situati su versanti con caratteristiche climatiche e geologiche del tutto differenti.
Il Parco si trova al limite meridionale dell'area dolomitica e rappresenta un settore delle Alpi Sud-orientali di notevolissimo e riconosciuto interesse ambientale, con un elevato grado di naturalità e un'ottima conservazione degli ecosistemi. Si sviluppa tra una quota minima di 412 m ed una massima di 2.565 m e per questo include una grande varietà di ambienti: dagli ambiti ripariali di fondo valle alle pareti rocciose di alta quota, passando attraverso boschi di latifoglie, foreste di conifere, arbusteti d'alta quota, praterie e macereti.
Le Dolomiti Bellunesi comprendono una grande varietà di ambienti che consente a moltissime specie animali di trovare le condizioni adatte per vivere e riprodursi.
Ben 115 sono le specie di uccelli che nidificano nel Parco (quasi la metà delle specie nidificanti in Italia), 20 le specie di anfibi e rettili presenti.
Una delle principali motivazioni scientifiche della nascita del Parco Nazionale Dolomiti Bellunesi è la grande ricchezza e rarità della sua flora. Fin dal 1700 le Vette di Feltre, e anche il M. Serva, godettero di meritata fama e furono visitate da alcuni tra i maggiori botanici del tempo.
La British Library di Londra conserva il Codex Bellunensis, prezioso erbario figurato degli inizi del 1400, che illustra e descrive piante raccolte da botanici-farmacisti sulle montagne che oggi fanno parte del Parco Nazionale Dolomiti Bellunesi.
Gran parte del territorio è impostato su rocce di origine sedimentaria ma non mancano le eccezioni come nell'alta Valle del Mis e in Valle Imperina dove affiorano, in corrispondenza della "Linea della Valsugana" (importante faglia che rappresenta il confine geologico delle Dolomiti), rocce di origine metamorfica molto antiche. Oggi nel Parco ammiriamo grandi conche prative, valli ampie e profonde, pareti vaste e solari, ma anche oscuri anfratti stillicidiosi, rupi incombenti su forre cupe, valloni alti e solitari, tormentati altopiani dove la natura carsica delle rocce ha permesso lo sviluppo di un paesaggio sotterraneo fatto di pozzi, fessure, sale, gallerie, abissi che penetrano nelle viscere della terra.
La varietà geologica si traduce quindi in un mosaico di paesaggi morfologici, spesso con caratteri distintivi e unici quali gli ambienti carsici-nivali d'altitudine modellati dai ghiacciai e successivamente dalla neve e dal carsismo.
Il territorio del Parco interessa ambienti di quota medio elevata pochissimo abitati, ma non per questo la presenza delle tracce del lavoro dell'uomo è meno significativa.
Con il D.P.R. che ha istituito l'Ente Parco i confini sono stati allargati in modo da far entrare due pregiati ambiti di interesse storico. La Certosa di Vedana, situata nei pressi dell'omonimo lago, in Comune di Sospirolo; è un complesso architettonico straordinario e bisognoso di cure. Le ex miniere di Valle Imperina in Comune di Rivamonte; sono già stati avviati alcuni interventi nel tentativo di recuperare parzialmente questo sito di eccezionale tradizione, che ha segnato per secoli l'economia e il paesaggio dell'Agordino.