Dzūkijos regiono gamtos vertybių išskirtinumą atspindi atskirų gyvūnų rūšių paplitimas ir gausa šioje vietovėje. Pirmiausia dėmesį atkreipia pietinio paplitimo rūšys, kurios kitur Lietuvoje labai retos arba visai nesutinkamos. Vos prieš porą dešimtmečių Pietų Lietuvoje aptiktos medvarlės, kurios čia išplito, bet niekur šiauriau neapsigyveno. Balinis vėžlys Lietuvoje gyvena nuo seno, tačiau šiuo metu randamas irgi tiktai pietinėje šalies dalyje. Panaši ir lygiažvynio žalčio būklė, kuris aptinkamas tiktai pietrytinėje šalies dalyje ir Karšuvoje, kur driekiasi smėlynai ir kontinentinės kopos. Kadaise Pietryčių Lietuvoje įprastu buvęs žalvarnis beveik išnyko. Negausi vis dar stabili jų populiacija išliko tiktai Dzūkijos regione ties  Druskininkais.

Biologinės įvairovės požiūriu svarbiausiomis vietovėmis yra saugomos teritorijos. Žuvinto biosferos rezervatas yra išskirtinis paukščių apsaugos požiūriu. Jame veisiasi reti sparnuočiai: meldinės nendrinukės, ūsuotosios zylės, mėlyngurklės, plovinės vištelės, griežlės, tikučiai, didieji baubliai, tetervinai ir daugelis kitų. Žuvintas labai svarbus migruojantiems paukščiams, kur laikinam poilsiui apsistoja didžiuliai žąsų, ančių, gervių, varnėnų ir įvairių tilvikinių paukščių pulkai.

            Čepkelių rezervatas yra svarbia pelkių ir miškų paukščių gyvenama vieta. Čia veisiasi tokie retieji sparnuočiai kaip tripirščiai ir baltnugariai geniai, pilkosios meletos, lututės, žvirblinės pelėdos, mažieji ereliai rėksniai, jūriniai ereliai, juodieji gandrai. Čepkelių raistas talpina gausiausią tikučių populiaciją šalyje. Pelkėje įsikūrusi viena gausiausių dirvinių sėjikų populiacijų, gausu perinčių pilkųjų gervių. Pelkė ir apypelkio miškai yra bene svarbiausia vieta Lietuvoje kurtinių gyvavimui. Čia susitelkusi gausi ir gyvybinga šių paukščių populiacija. Šios vietovės svarbios ir tetervinų apsaugai.

Kurtinys - Eugenijaus Drobelio nuotrauka

            Dzūkijoje tekančios skaidrios ir šaltavandenės upės yra svarbiomis vandeninių strazdų žiemavietėmis. Upių smėlėtuose skardžiuose kuriasi tulžiai. Nemuno upės salos svarbios čia gyvenančioms mažosioms ir upinėms žuvėdros, rudagalviams kirams. Tai salos ties Merkine ar Lipliūnais. Šalia Nemuno kuriasi ir jo pakrantėse grobio ieško retieji plėšrieji paukščiai – rudieji ir juodieji pesliai, jūriniai ereliai. Dzūkijoje telkšo dideli ežerai, kurie yra svarbiomis vandens paukščių buveinėmis. Migruojantiems vandens paukščiams tinkamiausi didieji Dusios, Metelio ir Obelijos ežerai. Juose apsistoja dideli įvairių rūšių ančių, žąsų, gulbių, laukių būriai. Veisiejų ežeryne Niedaus ežere nuo seno gyvuoja didelė rudagalvių kirų ir upinių žuvėdrų kolonija.

Pietinėje šalies dalyje besidriekiantys pušynai labai svarbūs kurtinių, lutučių, lėlių, kukučių, lygučių populiacijų išsaugojimui. Rūdninkų ir Dainavos giriose įsikūrusios svarbios tetervinų ir kurtinių tuoktavietės. Rūdninkų girioje plytinčios atviros kopos buvusio karinio poligono teritorijoje yra dirvoninių kalviukų buveinėmis.

Kukutis paskelbtas Dzūkijos paukščiu - Eugenijaus Drobelio nuotrauka

Dzūkijos regionas labai įdomus ir botaninių požiūriu. Vien Kapiniškių kaimo apylinkėse Dzūkijos nacionalinio parko teritorijoje galima rasti tokias botanine retenybes kaip pelkinė uolaskėlė, raudonasis garbenis, melsvasis gencijonas, šalmuotoji ir smulkiažiedė gegužraibės, plikažiedis linlapis ar didžiažiedė juodgalvė. Veisiejų regioninio parko teritorijoje Liūnelio rezervate veši plačialapės klumpaitės, raudonieji garbeniai, pieviniai ir kvapnieji plaurečiai, taurinės pudmės. Dzūkijos šiluose tarpsta kalninės arnikos, miškinės plikaplaiskės, vėjalandės šilagėlės, tamsieji skiautalūpiai, lietuvinės naktižiedės, barbošo gvazdikai, šiliniai gvazdikai, gorskio pūteliai ir daugelis kitų retų augalų.