Die Schmelzwasser der letzten Kaltzeit, die hier vor über 10.000 Jahren endeten, hinterließen viel Sand, die das Gebiet zur märkischen "Streusandbüchse" machten. Weite, sandige Täler ehemaliger Schmelzwasserströme werden heute von zahlreichen Seen, Fließgewässern und Mooren begleitet.

Durch die Kraft des Windes wurde der Sand vielerorts zu Binnendünen aufgeweht. Sie geben neben den sanften Hügeln der Grundmoränen und den weithin sichtbaren Erhebungen der Endmoränen dem Naturpark sein abwechslungsreiches Relief.

Das verzweigte Gewässernetz ist Bestandteil eines großräumigen Biotopverbundes, in dem der Fischotter fast flächendeckend vorkommt. Durch seinen Gewässerreichtum und ausgedehnte, z.T. störungsarme Waldgebiete ist der Naturpark auch Lebensraum für gefährdete Großvögel, wie See-, Fischadler und Kraniche.

In einem umfangreichen Veranstaltungsprogramm werden jährlich zahlreiche Exkursionen zu Fuß, per Rad oder Kanu angeboten. Besondere Höhepunkte sind die Veranstaltungen zum Europäischen Tag der Parks am letzten Maiwochenende, die Brandenburger Landpartie im Juni und die "Tage der offenen Gärten" im Mai und August. Spezielle Naturschutzinformationen erhält man zum "Regionalen Naturschutztag" im Oktober.

Der gesamte Naturpark ist zu 96 % Landschaftsschutzgebiet. Außerdem gibt es 18 rechtskräftig ausgewiesene Naturschutzgebiete. Besonders interessant ist die Groß Schauener Seenkette mit seltenen Wasservögeln, wie Rohrdommel, Fisch- und Seeadler und einer Vielzahl wilder Gänse. Die ca. 1.000 ha große Wasserfläche wurde 2001 von der Heinz Sielmann Stiftung erworben, um sie für den Naturschutz zu erhalten und zu pflegen.

Der Naturpark wurde 1998 gegründet. Das Besucherzentrum des Naturparks Dahme-Heideseen mit der Dauerausstellung "Mensch und Natur - eine Zeitreise" im Natureum befindet sich auf der Burg Storkow.