Parks sevī glabā daudzas retas dabas vērtības – neskartus augstos sūnu purvus, mitros melnalkšņu mežus, palieņu pļavas ar savvaļas zirgiem un govīm, kā arī ūdensputniem bagātus piejūras ezerus, bet purvu dzīlēs pat veselības eliksīru.

Nacionālā parka centrālo daļu aizņem plaši augsto sūnu purvu masīvi. Tā ir īpatnēja pasaule bez ceļiem un takām – sūnu karaļvalsts ar mazām priedītēm, gariem, līkumotiem ezeriņiem un savdabīgu putnu un augu valsti. Vislielākais ir Lielais Ķemeru tīrelis, kura platība pārsniedz 6 000 ha, bet vecums lēšams ap 8 000 gadu. Neskatoties un cienījamo mūžu, purvs arvien veidojas un attīstās.

Neparastākais parka dārgums ir sēra minerālūdens, kas nāk no dziļiem augsto purvu slāņiem. Šis veselības eliksīrs ar puvušu olu aromātu prasmīgu roku vadīts ir atdevis veselību tūkstošiem cilvēku. Ķemeru apkārtnē virszemē izplūst vairāk nekā 30 sēravotu. Pateicoties šiem avotiem, šai vietā pastāv jau vairāk nekā 160 gadus senas kūrorta tradīcijas.

Katru pavasari no malu malām atskan putnu dziesmas – dūdošana, svilpšana un tauru skaņām līdzīgi saucieni. Jo parks ir mājvieta gan daudzām bieži sastopamām putnu sugām, gan dažādiem dabas retumiem – melnajam stārķim, mazajam un jūras ērglim, baltmugurdzenim, mazajam ormanītim utt. Baltmugurdzenis, kas ir reta dzeņu suga, kuras izdzīvošanai ir nepieciešami ļoti mitri, cilvēka darbības neskarti lapu koku meži, arī ir izvēlēts par šī parka simbolu.  

Kopumā šai teritorijā ir novērotas vairāk nekā 250 putnu sugas, 67 no tām aizsargājamas. Bet putnu migrācijas laikā (pavasarī un rudenī) sūnu purvos naktīs nolaižas atpūsties tūkstošiem caurceļojošu zosu un dzērvju.

Kaņieris ir putnu ziņā viens no daudzveidīgākajiem ezeriem Latvijā, jo te sastopamas dažādas pīļu sugas, gulbji, ķīri, kaijas un zīriņi, tepat var dzirdēt dumpja dobo balsi, vērot jūras kraukļu koloniju vai balto gārņu graciozās kustības. Ezerā ir arī izveidotas mākslīgās salas, kam ir būtiska loma ūdensputnu ligzdošanai. Bet no Kaņiera ezera Putnu torņa vai Niedrāja laipas interesenti var vērot putnus, kas ezerā ligzdo un barojas.

Šai teritorijā kopumā mīt 47 zīdītājdzīvnieku sugas: vilki, lūši, stirnas, aļņi, brieži, ūdri, bebri, deviņu sugu sikspārņi, caunas, sermuļi, susuri utt. Lielākā daļa dzīvnieku ir ļoti uzmanīgi, un to klātbūtni var nojaust tikai pēc atstātajām zīmēm, proti, nograuztas koku mizas un pēdām.

Savvaļas zirgus un taurgovis var vērot Dunduru pļavās. 500 ha plašās ganības ir ļoti nozīmīgas dabisko zālāju saglabāšanai Latvijā, kur vienlaikus ir sastopama vislielākā augu daudzveidība – līdz pat 30 dažādu augu sugu vienā m². No vairāk nekā 900 parkā sastopamajām augu sugām 86 ir aizsargājamas. Tomēr augu valsts mūs priecē ne tikai ar dažādiem retumiem, bet arī ar tādām vienkāršām lietām, kā puķu pilnas pļavas, zāļu purvi, dižozoli, kā arī spuraini ķērpji un sūnas, kas veido miniatūrus mākslas darbus uz ēnainiem koku stumbriem.

Pļavu garajā zālē, pamežā un starp purva ciņiem dzīvo piecas dažādas ķirzaku un čūsku sugas. Retākā no tām ir gludenā čūska, kas nav indīga. Bet tuvāk ūdeņiem mīt 11 dažādas abinieku sugas – gan parastas varžu un krupju sugas, kas pavasaros ar savu kurkstēšanu pieskandina plašu apkārtni, gan arī dažādi simpātiski dabas retumi, piemēram, raibiem plankumiem rotātais zaļais krupis.

Ciešāk ieskatoties augu zaros un lapotnēs, var pamanīt kādu no apmēram 3 300 parkā mītošajām kukaiņu sugām, tostarp 58 zirnekļu sugas.

Trīs lielākie ezeri Ķemeru Nacionālajā parkā ir Kaņieris, Slokas un Valguma ezeri. Skatoties no malas, ezeru plašie un rāmie ūdeņi sniedz miera izjūtu. Tomēr tā ir arī dažādu dzīvu būtņu un nemitīgas rosības pilna ainava.

Šai parkā satopama liela mežu daudzveidība – pavisam sausi priežu sili, ar baltiem ķērpju paklājiem, ozolu un bērzu birzis, noslēpumainie egļu vēri, kā arī meži ūdenī jeb dumbrāji. Te vēl lielās platībās ir saglabājušies mitri melnalkšņu meži upju palienēs, kas citur Latvijā un Eiropā ir gandrīz pilnībā iznīcināti, lai auglīgās augsnes varētu izmantot lauksaimniecībā. Parka piekrastes teritorijā slejas arī veci priežu meži, kuros dažu priežu vecums pārsniedz pat 250 gadu.

Ķemeru Nacionālais parks ir pirmā īpaši aizsargājamā dabas teritorija Latvijā, kam piešķirta Eiropas ilgtspējīga tūrisma harta.

Kopš parka dibināšanas tā teritorijā ir veikti vairāki vērienīgi mitrāju atjaunošanas projekti. Lielākie no tiem ir ūdens līmeņa pacelšana Lielā Ķemeru tīreļa malā un Slampes upes līkumu atjaunošana, pārvēršot taisnu grāvi atpakaļ līkumotā upītē. Līkumotas upītes veido palienes jeb periodiski applūstošas teritorijas, kas ir nozīmīgas plūdu risku mazināšanai, jo lēzenie upes krasti ļauj sniega kušanas vai spēcīgu lietavu ūdeņiem nevis traukties pa straumi uz leju un appludināt ēkas un ciemus, bet gan izplesties palieņu pļavās, radot barošanās un atpūtas vietas bridējputniem un ūdensputniem, vienlaikus pasargājot apdzīvotās vietas no palu ūdeņiem.

Šī īpaši aizsargājamā dabas teritorija ir dibināta 1997. gadā ar mērķi saglabāt šeit esošās dabas un kultūrvēstures vērtības, kūrortoloģiskos resursus, kā arī veicināt dabas izglītību un aizsargātu minerālūdeņu un ārstniecisko dūņu veidošanās procesus.