De Duinen van Oostvoorne is een zeer gevarieerd natuurgebied met bos, vochtige duinvalleien, struwelen (struweel is een houtopstand van dicht struikgewas van 1 tot 5 meter hoog) en droge zandhellingen. De Duinen van Oostvoorne behoren de duingebieden met de meeste soorten van West-Europa. De duinen zijn betrekkelijk jong: de ontwikkeling van het gebied is pas in de dertiende eeuw begonnen.
De open droge zandhellingen in de duinen wisselen af met struwelen en af en toe een populierenbos. Op sommige plekken vindt men kruidenrijke vochtige duinvalleien en soms poelen waar er vele amfibieën soorten leven.
De meeste duinen zijn geologisch gezien betrekkelijk jong. De Jonge Duinen zijn gevormd tussen 1000 en 1600 na Chr. Voor die tijd lagen langs kust zandruggen, de zogenaamde strandwallen met daarop de Oude Duinen. Deze zijn gevormd in de periode tussen 5000 en 3000 jaar geleden. De strandwallen werden door de zee afgebroken en spoelden daarna weer terug. Vervolgens werd het zand van de strandwallen landinwaarts geblazen tot Jonge Duinen.
Later in de middeleeuwen werden duinen voornamelijk door edelen, stropers, arme pachters en andere kustbewoners gebruikt. Door het kappen van hout en door begrazing van vee begonnen de duinen opnieuw te verstuiven. Hierdoor hadden de aangelegde akkers weinig oogst. Vanaf 1900 heeft de mens geprobeerd om de aangebrachte schade te herstellen door vee uit de duinen te verbannen. Om de verstuiving tegen te gaan zijn dennenbossen aangeplant.
Uiteindelijk kwamen veel duingebieden in de handen van drinkwaterbedrijven en natuurverenigingen en -stichtingen zoals Natuurmonumenten en de Landschappen. Tegenwoordig hebben duinen een onschatbare waarde voor de recreatie in Nederland.
Zo zijn de Duinen van Oostvoorne in de handen Zuid-Hollandse Landschap gekomen met natuur en recreatie als doel. Er is nu ruimte voor bijzondere flora, fauna en de recreant. In de duinen van dit bijzondere terrein komt meer dan de helft van alle soorten Nederlandse wilde planten voor. De vochtige duinvalleien zijn ongelooflijk rijk aan plantensoorten.
De gevarieerd plantengroei in de Duinen van Oostvoorne is een trekpleister voor meer dan 100 soorten broedvogels. De soorten lopen uiteen van zangvogels tot roofvogels zoals uilen en buizerds. Ook enkele weidevogels hebben hun weg gevonden naar de duinvalleien. Daarnaast komen er grote aantallen insecten voor, zoals libellen en vlinders. De dagpauwoog en zeldzamere soorten zoals het koevinkje, bont zandoogje en kleine parelmoervlinder fladderen in de valleien.
De grote grazers zoals runderen en pony’s, zorgen door het grazen dat de variatie in vegetatie blijft door gras, kruiden en jonge boompjes te eten. Hierdoor groeit het gebied niet dicht.