Este parque, que cuenta con extensas marismas y varios restos arqueológicos significativos como El Tesorillo, un santuario dedicado al Lucero, y El Pozo de los Caveros de origen romano, está dividido en diversas áreas de gran importancia ecológica.
La zona de Abalario-Asperillo se encuentra en la costa oeste del parque nacional, abarcando desde Matalascañas hasta Mazagón. Este área, un corredor de 25 km de longitud y unos 5 km de ancho tierra adentro, está cubierta por dunas fósiles, lagunas y un denso bosque de pinos y eucaliptos, y es hogar de fauna diversa, incluyendo el lince ibérico. Aunque esta región no incluye los núcleos urbanos de Matalascañas y Mazagón, sí alberga antiguos equipamientos civiles y militares, como un camping y la base militar de El Arenosillo. La declaración de esta área como parque natural en su momento impidió el desarrollo de un gran proyecto urbanístico en el oeste de Matalascañas. Al norte del parque nacional se encuentra la zona de Preparque Norte-Pinares de Hinojos, que se extiende desde El Rocío hasta más allá de Hinojos. Esta área está compuesta de marismas y bosques, y el Pinar del Coto del Rey, situado entre Aznalcázar y Villamanrique de la Condesa, es un refugio importante para diversas especies de rapaces.
Al este del parque nacional se encuentra la zona de Preparque Este-Brazo de la Torre-Entremuros, entre el Brazo de la Torre y el río Guadalquivir. Esta área, con marismas y caños, es crucial para las aves que migran a Doñana durante los periodos de sequía en verano e invierno, y parte de sus marismas se utilizan para el cultivo de arroz.
El Pinar de La Algaida-Marismas de Bonanza, ubicado al sureste del parque nacional en la margen izquierda del Guadalquivir al norte de Sanlúcar de Barrameda, incluye un extenso bosque de pinos y marismas donde se desarrollan explotaciones salineras. Estas marismas, únicas en su capacidad para inundarse con las mareas, atraen especies como flamencos y avocetas, y el Pinar de La Algaida, repoblado desde principios del siglo XIX, alberga una gran colonia de milanos. Tras el desastre de Aznalcóllar en 1998, el Ministerio de Medio Ambiente implementó el programa "Doñana 2005" para restaurar la hidrología de las marismas.
En 2006, la gestión completa del parque fue transferida a la Junta de Andalucía, unificando el parque nacional y el parque natural en el "Espacio Natural de Doñana", con diferentes grados de protección ambiental. En 2008, Doñana se hermanó con el Parque Natural Regional de la Camarga en Francia, compartiendo aspectos antropológicos y etnográficos.
En 2010, se expropiaron 9,200 hectáreas de parque a la Junta de Andalucía para integrarlas bajo la administración del Ministerio de Medio Ambiente. En julio de 2012, la Unesco aprobó la ampliación de la Reserva de la Biosfera de Doñana, aumentando su extensión de 77,260 a más de 255,000 hectáreas, y añadiendo una zona de transición que incluye los municipios de la comarca de Doñana y sus actividades socioeconómicas, cumpliendo así con las directrices del programa Hombre y Biosfera.