Durch spezielle Kommentare im Quelltext können Softwareentwickler Erläuterungen zu Programmelementen definieren, aus denen Doxygen eine übersichtliche Dokumentation erstellt. Außerdem ist es möglich, einen zusammenfassenden Überblick über den Aufbau und die Elemente eines bereits existierenden Programms (verwendete Dateien, Funktionen, Variablen sowie deren jeweilige Rolle im Programmablauf) zu erzeugen.

Das Ziel einer solchen Dokumentationsmethode ist die Vermeidung von Redundanz. Da Programmstrukturen im Quelltext selbst beschrieben werden müssen, ist eine zusätzliche Dokumentation der Strukturen (Funktionen, Klassen, Methoden usw.) in einer separaten Entwicklerdokumentation fehleranfällig, da sich diese im Laufe einer Entwicklung häufig ändern. Zudem werden dem Entwickler der Aufwand einer separaten Dokumentenerstellung erspart und die Vollständigkeit der Dokumentation gesichert und gesteigert.

Als grafische Benutzeroberfläche dient der sogenannte Doxywizard, mit dem die Einstellungen sehr einfach vorgenommen werden können.

Die meisten gängigen Entwicklungsumgebungen (IDE) unterstützen Doxygen durch Syntaxhervorhebung.

Unterstützte Programmiersprachen sind C++, C, Objective-C, Java, Python, Fortran und IDL. Sie werden in ihrem vollen Sprachumfang unterstützt. Mit Einschränkungen ist auch die Kommentierung von PHP, C#, D und VHDL möglich. Ab Version 1.7.5 wird Tcl unterstützt. Durch zusätzliche Filter kann auch Quellcode in Perl oder Object Pascal bearbeitet werden.