Se întinde pe 960 hectare şi este situată la 4 km de centrul oraşului în direcţia sud-vest de-a lungul şoselei care merge spre Răşinari. Este traversat de pârâul Trinkbach, care formează pe cursul său trei lacuri de origine antropică: unul la Muzeul Tehnicii Populare şi două în Grădina Zoologică. Dintre arbuşti cresc aici lemnul câinelui, păducelul, porumbarul, sângerul, măceşul, salba moale, cruşinul, călinul, verigariul. La lacul cu bărci există un exemplar de stejar vechi de peste 600 de ani. În stratul ierbos al pădurii cresc peste 100 de specii de plante cu flori, dintre care mai rare sunt: opaiţa, brânduşa, lăcrămiţa, iarba albastră, salata iepurelui.
În Pădurea Dumbrava trăiesc mamiferele: căpriori, veveriţe, arici, mistreţi, şoareci, pârşi, vulpi şi următoarele păsări: piţigoiul mare, mierla, presura, ciocănitoarea mare, gaiţa, turtureaua, bufniţa, pupăza, cucul, cinteza, sticletele, vrăbii, corb şi un număr foarte mare de specii de insecte şi alte nevertebrate terestre.
Pădurea Dumbrava a fost locul preferat de promenadă pentru sibieni încă din sec. al XVIII-lea, astăzi fiind renumită prin Muzeul Civilizaţiei Populare ASTRA şi prin Grădina Zoologică care se află aici. Paralel cu şoseaua se află pista pentru biciclişti care leagă Sibiul de Răşinari. Pe partea stângă a drumului se găseşte „Monumentul eroilor căzuţi în cele două războaie mondiale”.