Dovrefjell ligger nord for Lesja-dalen i Nord-Gudbrandsdalen. Joraelva regnes som den vestlige grensen, mens Driva og Innset danner en nordlig grense, og Grimsdalen og Savalen mot øst. Området innenfor disse grensene er omtrent 4 500 km². I 2002 ble den tidligere Dovrefjell nasjonalpark (opprettet i 1974 – 265 km²) betydelig utvidet med opprettelsen av nasjonalparken Dovrefjell-Sunndalsfjella i 2002, og i 2018 ble den ytterligere utvidet med mesteparten av det tidligere Hjerkinn skytefelt til totalt 1 830 km². Områdets vernestatus bidrar til å bevare storslått natur og et usedvanlig rikt plante- og dyreliv. Den vestlige delen er preget av bratte fjell med Snøhetta som den høyeste, 2 286 meter over havet. I øst er grunnfjellet rikt på kalkstein, og her finnes Nord-Europas rikeste fjellflora med sjeldne arter som malurt og dovrepipranke. Villrein er en karakteristisk art for området og en av hovedgrunnene til vern. Moskus er et annet kjennetegn for Dovrefjell. Det foregår omfattende skiferutvinning i området, og en tidligere gullgruve ble stengt på slutten av 1600-tallet.