Нижньодністровський національний природний парк розташований в межиріччі р. Дністер та р. Турунчук та гирловій частині р. Дністер,  в долині.

Займає територію, оторочену на півночі правим берегом р. Турунчук, на заході та сході - корінними глиняними берегами долини Дністра та Дністровського лиману, та акваторією Дністровського лиману на півдні. Територія парку простягається на 30 км з північного заходу на південний схід, та близько 14 км із заходу на схід.   Довжина по периметру сягає близько 140 км. 

У геоморфологічному відношенні територія Нижньодністровського НПП є досить одноманітною. Рельєф заплави рівнинний і дещо зрізаний водотоками. Найбільш високо розташованими ділянками є прируслові гряди Дністра та Турунчука, які мають відносну висоту над меженним рівнем води від 0,5 до 3(5) м. Окрім того, позитивними елементами рельєфу у заплаві є також штучні підвищення — вали висотою від 0,5 до 2,5 м.

Крім прируслових гряд по структурі та потужності, позитивними елементами рельєфу у заплаві Дністра є плавуни. Зосереджені у середній зоні заплави, плавуни являють собою унікальне утворення що складаються з міцно сплетених коренів очерету, рідше рогозу, комишу та намулених наносів. Особливості території визначають характер місцевої флори та фауни, що відзначаються високим ступенем біорізноманіття.

Клімат території формується під впливом як середземноморських, так i континентальних повітряних мас помірних широт, тому є перехідним між морським та континентальним. Він характеризується малою кількістю опадів, значними коливаннями температури повітря, короткою зимою з частими відлигами, довгим та спекотним літом.   Коливання температури найбільш різко виражено взимку, коли на південь України надходять маси холодного повітря з внутрішніх районів. Найхолоднішим є січень. Зима триває близько 80 днів, вона настає у другій половині грудня. Під час суворих зим на водоймах утворюється льодовий покрив товщиною 20-25 см. Сніжний покрив лежить з початку січня протягом 40-45 днів. 

Літо обмежене датами стійкого переходу середньодобової температури через 15°С у період її підвищення та зниження. Це сама тривала пора року. У Придністров’ї літо починається приблизно 15 травня і закінчується 25 вересня, тобто триває більше 110 днів. Найбільш спекотні місяці - серпень та липень. У середньому за рік випадає 360-400 мм опадів. Переважне направлення вітру: північно-західне і західне. У холодний період року часті тумани. Середньорічна вологість повітря наближається до 75%. 

До заповідної зони парку входять типові ландшафти, такі як: низинні болота, заболочений ліс, безліса заплава, ділянки з домінуванням деревних порід,  водної та коловодної рослинності. Територія водно-болотних угідь та зокрема прилиманні плавні, являють собою ділянки, що живляться вологою від густої мережі руслових водотоків.  Важливим елементом ландшафту гирлової  ділянки пониззя Дністра  є плавневі озера. 

Русло Дністра на ділянці, що окреслює територію Нижньодністровського національного парку характеризується значною звивистю з великою кількістю вигинів річища –  меандрів, які з часом можуть прориватися в найвужчій частині (шийці), прокладаючи новий коротший шлях. У залишеному основним потоком річищі  утворюються стариці.  Більшість озер залишки меандрів в минулому. 

Достатня кількість великих і різноманітних біотопів водно-болотного комплексу, розвинена мережа природних, штучних, постійних і тимчасових дельтових річок і водойм живлячих Дністровської водою територію Нижньодністровського національного природного  парку  дають притулок та життєвий простір для більш ніж 1500 видам представників тваринного та  рослинного світу. Крім природних і антропогенних біотопів водно-болотних угідь слід зазначити ще один тип природних біотопів для басейну Нижнього Дністра - це незначні залишки степових біоценозів на надзаплавних терасах ріки й Дністровського лиману. Їх загальна площа вкрай мала і не перевищує кількох сотень гектарів. Однак ці угіддя важливі як стації проживання ряду степових видів дрібних ссавців і птахів.

Різноманіття біотопів зумовлює багатство рослинного світу. На території Парку визначено 566 видів судинних рослин, що належать до 294 родів, 92 родин. Флора території дельти володіє цілим рядом ознак і властивостей, що мають господарське значення. До рослин з корисними властивостями відносяться:  кормові - 256 вид, лікарські - 365, медоносні - 166, перганосні – 10, декоративні - 178, харчові - 150, пряноароматичні – 6, технічні - 82, ефіроолійні - 111, жироолійні - 120, фарбувальні - 87, сапоніноносні – 72. Бур’янові рослини налічують 199 видів, отруйні – 66  видів. До широко поширених рослин відносяться верби біла і трехтичинкова, ожина сиза, очерет звичайний, рогіз вузьколистий, війник наземний, пирій повзучий, сусак парасольковий, водяний горіх, сальвінія плаваюча, ряска мала, рдесник пронизанолистий і гребінчастий, валліснерія спіральна,  кушир темно-зелений, латаття біле, сама велика в Європі плантація глечиків жовтих та ін..

Масиви деревинних рослин розташовані на прируслових валах,р.Дністер, р. Турунчук, р.Глибокий Турунчук, уздовж північного  берега  Дністровського лиману.

На території Нижньодністровського НПП відмічено 31 рідкісний вид рослин  з 28 родів та 24 родин. З них на рівні Одеської області охороняються 27 видів. До Червоної книги України занесено 10 видів рослин: сальвінія плаваюча – Salvinia natans (L.) All. ; ситняг сосочко подібний (Eleocharis mamillata Lindb. F.); осока Лахеналя ( Carex lachenalii Schkuhr); осока житня (Carex secalina Willd. ex Wahlenb); рогіз малий (Typha minima Funk.); пустельниця головчаста (Eremogone cephalotes (M.Bieb.) Fenzl); альдрованда пухирчаста  (Aldrovanda vesiculosa L);    руслиця угорська  (  Elatine hungarica Moesz ); плавун щитолистий  (Nymphoides peltata (S.G.Gmel.) Kuntze); водяний горіх плаваючий  (Trара natans L. s.l.). 

 Чотири види рослин занесено до Європейського червоного списку: пустельниця головчаста, кушир донський, щавель український, кропива київська.

До Зеленої книги України включено п’ять формацій рідкісних водних  рослин – глечика жовтого, латаття білого, плавуна щитолистого, сальвінії плаваючої та горіха плаваючого.

Завдяки унікальним природним умовам і збереженню типових ландшафтів, територія Нижньодністровського національного природного парку  характеризується надзвичайно високим різноманіттям  фауни, яка налічує 1012 видів представників різних таксономічних груп.

В останні роки на території  визначено: молюсків - 90 видів, комах - 554 види,  риб; - 67 видів, амфібій – 9, рептилій - 6 видів, представників пташиного світу - 254 види; ссавців - 32 види (без рукокрилих).

Водно-болотні угіддя пониззя Дністра являє собою регіон з надзвичайно високим різноманіттям комах які завдяки своєї багатої чисельності являються важливим компонентом ценозів як найважливіший елемент харчових пірамід. Комахами харчуються багато тварин: риби, земноводні (у жаби до 95% її раціону), плазуни (ящірки поїдають до 0-20 комах на добу), птахи, ссавці (з яких є виключно комахоїдні – землерийки, кроти).

Виключне екологічне значення  територія парку, як складова водно-болотних угідь, має як місце гніздування, линьки і зимівлі для птахів, що мігрують між Євразією та Африкою. Різноманітною є орнітофауна парку. З 254  видів птахів, які  тут зустрічаються, 58  занесено до Червоної книги України, 11 видів  до Червоного списку Міжнародного союзу охорони природи. Пелікан кучерявий, баклан малий, червоновола казарка, савка, орлан-білохвіст  – види,  що занесені до Європейського червоного списку тварин і рослин, що знаходяться під загрозою зникнення у світовому масштабі. На території парку визначені місця  перебування видів з охоронним статусом та введено відповідний режим їх охорони. 

Інші представники хордових як складова фауни парку посідає належне місце.

З 18 видів дрібних ссавців,   поширені:  білозубка мала  та білочерева, рясоніжка мала та водяна, мідиця звичайна та  мідиця мала.   До Червоної книги України занесено 5 видів – рясоніжка мала, білозубка білочерева, хом`як звичайний, хом`ячок сірий та мишівка степова. Мишівка степова –  вид  що  занесено  до Червоного списку Міжнародного союзу охорони природи.

Загалом, теріофауна пониззя Дністра за останні роки представлена 39 видами ссавців без врахування  таких, що утримуються в напіввільному випасі  лані і муфлона. З них 20 занесені до Червоної книги України, зокрема:  кіт лісовий, видра річкова, норка європейська, горностай,  ховрах крапчастий  та ін. До європейського Червоного списку тварин і рослин, що знаходяться під загрозою зникнення у світовому масштабі -  3 види: нічниця ставкова, вухань звичайний, видра річкова.  

Виходячи з унікальності території  по свому біорізноманіттю, що зберігся  в оточенні промислово-освоєних районів Одещини,  дельта Дністра, де розташовано Нижньодністровський національний природний парк, являється природним багатством світового надбання.