Dueodde blev i 1861 afhændet til de omkringliggende gårde mod, at de tilplantede klitterne for at dæmpe sandflugten. I 1930’erne var meget af klitlandskabet tilplantet, og i dag veksler Dueoddes klitter derfor med fyrreskov, klitlavninger og lyngklædte bakker. Da især bjergfyr breder sig ud over klitterne, må området plejes med løbende fældninger.
De yderste klitrækker domineres af sandhjælme og marehalm, mens plantagerne længere inde i land består af bjerg- og skovfyr med spredte ege- og birkebevoksninger. I skovbunden findes knærod samt flere arter af vintergrøn, og i de fugtige klitlavningers tørvemos vokser bl.a. rundbladet soldug og liden ulvefod.
På Dueodde findes alle tre danske myreløvearter, og med lidt opmærksomhed er det let at finde larvernes små fangtragte i sandet. I højsommeren kan man i fyrreskoven støde på de behårede larver af fyrreprocessionsspinderen, når de i lange rækker leder efter et nyt træ eller et sted at forpuppe sig i det løse sand. Larvernes hår giver kløende udslæt, så man skal ikke samle dem op.
Har vinteren ikke været for tør, opstår der bag første klitrække lavvandede lagunesøer, der om foråret benyttes som yngleplads af talrige strandtudser og skrubtudser. Ellers er Dueodde især kendt for de mange trækfugle, der især om efteråret lægger vejen forbi området. Trækket består især af småfugle, rovfugle og havfugle, som i stort tal passerer klitterne i de tidlige morgentimer. De omfatter bl.a. rød- og sortstrubet lom, blisgås, knortegås, ederfugl, spurvehøg, fjeldvåge, trane, misteldrossel, hvid vipstjert samt bog- og kvækerfinke.
Den sydøstlige del af Dueodde blev fredet i 1936. Fredningen blev udvidet med Slusegårdens Vandmølle og omgivelser i hhv. 1956 og 1968 samt med Strandmarken i 1967. Derudover er Dueodde udpeget som habitatområde.