Vemmetofte Dyrehave har et areal på 130 ha og ligger nord for Vemmetofte Kloster i forlængelse af parken, som betegnes Klosterhaven. I Dyrehaven findes lysåbne arealer med 300-årige og endnu ældre egetræer. Nær Klosterhaven ligger en lille sø, Prins Carls Fiskedam. I 2019 blev skov engen, som ti år tidligere var lagt under plov, naturgenoprettet, idet man fritlagde et rørlagt vandløb, Kildeå, og satte højlandskvæg på engen. Selve skoven består af blandet løvskov og en del mindre granstykker. Den er desuden præget af hasselbuske og store udgåede egetræer. I området omkring Klosterhaven bliver skoven drevet skånsomt – til fordel for både biodiversitet og rekreativ anvendelse. Resten af skoven er underlagt kommerciel skovdrift.
Skoven er levested for en række sjældne insekter som eremit, toplettet lancetpragtbille, stor egepragtbille, hvepsevogter, jættesmælder og kardinalskovsmælder. Der er iagttaget 113 forskellige fuglearter, hvoraf relativt mange er hulrugende, såsom natugle, stor flagspætte, rødstjert og forskellige mejser. Et ravnepar og flere musvåger holder til i skoven. Isfugl ses ofte ved voldgraven rundt om Vemmetofte Kloster. I de hule træer i nærheden af voldgraven yngler gravand og stor skallesluger. Desuden huser flere af de gamle ege bregnen almindelig engelsød.
