Χαρακτηρισμένος ως Εθνικός Δρυμός από το 1974 (Π.Δ. 182/74 ΦΕΚ 80 Α/26-3-1974), έχει έκταση 6.129,5 εκτάρια και εκτείνεται σε μια μακρόστενη περιοχή στο ΝΑ άκρο της Αττικής από το ακρωτήριο του Σουνίου βόρεια προς Λαύριο, Θορικό. Η συνολική περίμετρος του Δρυμού υπολογίζεται στα 37,5 χιλιόμετρα, με μέγιστο υψόμετρο τα 359 μ. Σε εφαρμογή δε του Πρωτοκόλλου «Περί των ειδικά προστατευόμενων περιοχών της Μεσογείου» έχουν χαρακτηριστεί στην Ελλάδα 9 περιοχές ως Ειδικά Προστατευόμενες Περιοχές, μεταξύ των οποίων και ο Εθνικός Δρυμός Σουνίου.
Γειτνιάζει με τον αρχαιολογικό χώρο Σουνίου και απέχει μόλις 50 χλμ. από την Αθήνα.
Τα εκτεταμένα λείψανα αρχαίων μεταλλείων και εργαστηρίων των ιστορικών χρόνων, το βάραθρο «Χάος» που αποτελεί ένα φυσικό μνημείο και τα απολιθώματα βοτανικών ειδών που δεν υπάρχουν σήμερα στην περιοχή παρουσιάζουν ιδιαίτερο ιστορικό, γεωλογικό και παλαιοντολογικό ενδιαφέρον. Από τα αρχαία λατομεία μαρμάρου προέρχεται το μάρμαρο με το οποίο κατασκευάσθηκε ο Ναός του Ποσειδώνα και το ιερό της Σουνιάδας Αθηνάς στο ακρωτήριο Σούνιο.
Ημιορεινό, λοφώδες και παραθαλάσσιο τοπίο με ενδημικά και τρωτά είδη χλωρίδας. Το μεγαλύτερο τμήμα του δρυμού καλύπτεται από δάση χαλεπίου πεύκης, θάμνους (πουρνάρι, κουμαριά, σχίνο) και φρύγανα (θυμάρι, αφάνες κ.ά.). Η πανίδα δεν είναι ιδιαίτερα πλούσια σε ποικιλία ειδών, ενώ, εκτός από την αλεπού, δεν υπάρχουν μεγάλα θηλαστικά. Η ορνιθοπανίδα αντιπροσωπεύεται από κοινά είδη (κουκουβάγιες, σπίνους κ.ά.), αλλά η περιοχή αποτελεί πέρασμα μεταναστευτικών πουλιών. Το πλέον αξιόλογο φυτό είναι το centaurea laureotica. Ο χώρος του δρυμού είναι εύκολα προσπελάσιμος από τους πολλούς δασικούς δρόμους που έχουν διανοιχτεί για την προστασία της εύφλεκτης βλάστησης από τις πυρκαγιές.