Dotternhausen liegt am Westrand der Schwäbischen Alb auf dem Plettenberg, einem markanten Berg, der sich bis auf über tausend Meter erhebt. Das Gemeindegebiet reicht von den Ausläufern des Oberen Schlichemtals bis hinauf zum Gipfel, wo sich auch die Gemarkung des Ortes befindet. Die Schlichem fließt südlich der Gemarkung, während der Katzenbach den Ort durchquert und später in Balingen in die Eyach mündet. Im Norden grenzt Dotternhausen an Balingen, im Osten an Hausen am Tann und Ratshausen, im Süden an Schömberg und Dormettingen.
Erstmals urkundlich erwähnt wurde der Ort im elften Jahrhundert unter dem Namen Doderenhusen, als er an das Kloster Ottmarsheim im Elsass überging. Im Mittelalter wechselten die Grundherren häufig, bis Dotternhausen Teil der Grafschaft Hohenberg und später Vorderösterreichs wurde. Ein Rittergut entstand, dessen Sitz Burg oder Schloss Dotternhausen war. Nach der Mediatisierung kam der Ort zu Württemberg, wo Johann Friedrich von Cotta das Rittergut erwarb und den Leibeigenen die Freiheit schenkte. Die Gemeinde erlebte später durch den Anschluss an die Eisenbahn und die Ansiedlung eines Zementwerks wirtschaftliche Veränderungen.
Besonders geprägt ist Dotternhausen durch das Schloss aus dem achtzehnten Jahrhundert, das der Familie von Cotta gehörte, sowie durch die St. Martinus-Kirche und die St. Anna-Kapelle. Auf dem Plettenberg steht ein hoher Fernmeldeturm, und eine Skulpturenstraße zeigt Werke aus „Terrament“. Das ortsansässige Zementwerk betreibt ein Fossilienmuseum, in dem Besucher auf einem Klopfplatz nach Versteinerungen suchen können. Kulturell ist die Gemeinde durch Narrenzunft und Musikvereine geprägt, während Vereine wie der Sportverein und der Schwäbische Albverein das Leben bereichern.
