Ancienne élève de l'Ecole normale Supérieure Ulm-Sèvres, titulaire d'une maîtrise d'océanographie, d'un DEA de pétrologie et d'une agrégation de sciences naturelles, ingénieure générale des Mines, Dominique Dron a débuté sa carrière à la tête du service de l'environnement industriel de la Direction Régionale de l'Industrie, de la Recherche et de l'Environnement Provence Alpes - Côte d'Azur.

En 1992, elle devient directrice du programme déchets puis directrice du développement de l'Ademe (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie), avant d'être nommée en 1994, directrice de la cellule Prospective et Stratégie du ministère de l'Environnement. Rapporteur de la Commission française du développement durable de 1996 à 1999, elle a piloté la rédaction de la première Stratégie nationale du développement durable française (1996).

Après deux ans à la direction générale de l'INRA en charge de l'expertise collective sur productions agricoles et environnement, puis présidente de la mission interministérielle sur l'effet de serre entre 2002 et 2004, elle exerce à partir de 2004 à l'Ecole des Mines –Paristech, comme professeur titulaire de la Chaire « Nouvelles Stratégies Energétiques » qu'elle a créée. Enfin, elle devient de juillet 2007 à septembre 2010 conseillère auprès du Ministre d'État Jean-Louis Borloo pour le Grenelle de l'Environnement.

Par ailleurs, Dominique Dron a présidé jusqu'à 2008 le comité scientifique et technique du réseau Environnement du Conservatoire National des Arts et Métiers, le conseil scientifique de la Fondation Enerbio de l'IFP et le conseil scientifique du thème « Vulnérabilités » à l'Agence Nationale pour la Recherche. Elle fut membre du comité stratégique Energie de l'ANR, et est membre du conseil d'administration d'Observ'ER.

Auteur ou co-auteur de plusieurs ouvrages et de nombreux articles, Dominique Dron est Chevalier de l'Ordre national du Mérite et Chevalier de l'Ordre de la Légion d'Honneur.