Fue creado el 14 de abril de 1987 para proteger la flora, fauna y el entorno natural de los ejidos de Chablekal y Dziblichaltún (en menor porcentaje). En sus 539.43 hectáreas hay más de 100 pozos naturales y artificiales, siendo el de mayor importancia el cenote Xlacah o Pueblo Viejo (traducción de su nombre en maya).

El impresionante cenote -sagrado para los mayas- es de forma elipsoidal y tiene una superficie de 60 metros cuadrados. Su profundidad es de 0.5 metros en su extremo oriental y 45 metros en el occidental, mientras que el agua es de elevada dureza por su contenido de calcio soluble.

En Xlacah hay una interesante fauna acuática, en la que destacan 3 especies de peces zamacona: el mojarra (Cichlasoma Urophthalmus zebra), bandera (poecilla velifera) y sardina (Astynax fasciatus altior), endémicos de la península de Yucatán.

Fuera de las aguas sagradas, Dzibilchantún es el hábitat de mamíferos, tales como: armadillo (Dasypus novemcinctus), ardillas (Sciurus), tlacuaches (Didelphis virginiana), ratones y conejos; además de 30 especies de aves, algunas de ellas endémicas de la península, siendo las más conocidas el yuyum (Icterus gularis) y el xtacay (Myarchus yucatanensis).

En lo referido a la flora, hay 4 áreas de vida claramente definidas. La selva baja caducifolia, que abarca el 50 por ciento del área protegida y cuyos árboles pierden las hojas durante la época seca; la zona llamada acahual o tankelen húche, con árboles y arbustos medianos (3 a 5 metros). Ocupa el 10 por ciento del parque.

Los dos sectores restantes son el acahual joven, que presenta básicamente gramíneas que crecen en zonas taladas y abandonadas; y, el llamado henequenal, en los límites noroeste y suroeste de Dzibilchaltún, donde prolifera el henequén (fourcroyoides Lemaire), de cuya fibra se forman hilos de diferentes grosores, conocidos como "mecates". En México se utilizan en trabajos artesanales.

El parque, localizado en la ciudad de Mérida (Yucatán), presenta un clima cálido subhúmedo. La temperatura promedio anual es de 25.8 grados centígrados, con una precipitación anual de 700 a 900 milímetros cúbicos. La estación seca dura unos seis meses (diciembre-mayo), mientras que la lluviosa alcanza su pico entre agosto y setiembre.

Dzibilchaltún es una de las áreas más visitadas del estado, debido a la existencia de una amplia área arqueológica de 110 hectáreas (marcadas por una barreda de piedra), aproximadamente el 25 por ciento de todo el parque.

En el complejo arqueológico hay edificios que datan del año 600 a.C. Entre sus 4,800 estructuras prehispánicas destacan el Palacio, el Templo del Pedestal y el Templo de las Siete Muñecas, en este último se observan los equinoccios de otoño (22 de setiembre) y primavera (y 21 de marzo) y los solsticios de invierno (21 de diciembre) y verano (y 21 de junio).