Datorită elementelor şi sistemelor naturale deosebite prin valoarea lor ştiinţifică, peisagistică, ecologică, culturală, în cadrul teritoriului aferent Ţării Dornelor au fost înfiinţate de-a lungul timpului mai multe arii naturale protejate, cea mai mare parte dintre acestea făcând astăzi parte din reţeaua europeană de arii aprotejate "Natura 2000".

Pentru o dezvoltare durabilă integrată şi eficientă a teritoriului, obiectivele de management ale acestora (specifice regimului de protecţie şi/sau conservare al fiecăreia) trebuie să fie integrate în politica de dezvoltare teritorială astfel încât atingerea obiectivelor de dezvoltare locală să nu conducă la degradarea acestora ci să susţină gestionarea lor eficientă. De aceea, strategiile de dezvoltare locală trebuie să aibă  în vedere existenţa şi regimul de management al acestor zone fragile, ale căror elemente şi valori fac parte din identitatea locală şi din patrimoniul natural şi cultural al zonei.   

Arii protejate şi situri Natura 2000

O mare parte dintre ariile naturale existente în zonă prezintă potenţial pentru valorificarea în scop turistic şi educaţional, în cazul unora existând deja infrastructura necesară vizitării, interpretării turistice, informării. Dezvoltarea viitoare a teritoriului în Ţara Dornelor trebuie să ia în considerare necesitatea protecţiei şi conservării acestor areale, valoarea şi importanţa lor ecologică şi culturală, ce contribuie la unicitatea şi identitatea zonei şi să găsească acele modalităţi de a le valorifica în scop turistic şi educaţional care să permită în acelaşi timp menţinerea lor într-o stare optimă pe termen lung.     

• Rezervaţia naturală Cheile Zugrenilor (314 ha - categoria IV IUCN), formată de râul Bistrița prin străpungerea pe o lungime de 2,5 km a rocilor dure de la limita masivelor Giumalău şi Pietrosul Bistriței. Este situată la 20 km în aval de Vatra Dornei, fiind străbătută de şoseaua principală 17 B (Vatra Dornei-Piatra Neamț) şi protejează specii de floră de interes comunitar (ex. floarea de colț - Leontopodium alpinum, aflată aici la cea mai joasă altitudine din Moldova). Este punctul de plecare pentru traseele montane spre Vf. Pietrosul Bistriței, Giumalău şi Rarău iar în timpul iernii aici se poate practica escalada pe gheaţă. Face parte din situl de importanță comunitară SCI Pietrosul Broştenilor-Cheile Zugrenilor. În prezent se află în custodia DS Suceava.

• Rezervaţia ştiinţifică Tinovul Mare – Poiana Stampei (681,8 ha – categoria I IUCN), a fost declarată pentru prima dată monument al naturii în anul 1955 şi protejează mlaştina oligotrofă ce reprezintă cea mai întinsă rezervație naturală de turbă din România. În condițiile de mlaştină oligotrofă se dezvoltă o vegetație sărăcăcioasă, cu aroborete de pin, molid şi mesteacăn pitic alcătuind un peisaj specific tundrei siberiene. Accesul în rezervație se poate face din drumul forestier Poiana Stampei-Dornişoara, pe o punte de lemn cu o lungime de 990 m. În prezent rezervația se află în custodia Administraţiei Parcului Naţional Călimani. 

• Rezervaţia naturală Tinovul Şaru Dornei (36 ha- categoria IV IUCN), aflată în custodia APNC, reprezintă o mlaştină oligotrofă, cu un specific natural similar Tinovului Mare. Este situată între comunele Șaru Dornei şi Panaci, în apropierea şoselei principale. În prezent nu este amenajată în scop turistic. 

• Rezervaţia naturală Codrul Secular Giumalău (309,5 ha- categoria IV IUCN), a fost înființată în anul 1941 şi reprezintă un molidiş secular cuprins între 1230 şi 1680 m altitudine, dispus până la limita golului subalpin de pe versanul nordic al masivului, marcat de vârfurile: Șapele (1427 m), Ciungi (1521 m), Stegele (1630 m), Alunul (1667 m) şi Giumalău (1857 m). Rezervația se află în prezent în custodia DS Suceava. Rezervația este inclusă în rețeaua europeană de arii protejate Natura 2000, făcând parte din SCI şi SPA Rarău-Giumalău.

• Desfăşurat la partea superioară a crestelor masivului vulcanic, Parcul Naţional Călimani protejează pe teritoriul său ecosisteme şi habitate valoroase: păduri de molid cu zâmbru, tufărişuri de jneapăn cu smârdar, pajişti cu genţiene, toporaşi, sclipeţi, clopoţei etc. Zâmbrul (Pinus cembra), arbore relict glaciar, mai poate fi găsit în România doar în câteva zone izolate din Carpaţii Orientali şi Meridionali. Ineditul grup de stânci ce formează rezervaţia 12 Apostoli provoacă imaginația drumețului cu forme desprinse parcă dintr-o lume de basm ce poartă denumiri pitoreşti: „Moşul”, „Mareşalul”, „Mucenicul” sau „Guşterul”. Aceste formațiuni geologice, asemuite unor structuri megalitice, sunt rezultatul eroziunii diferențiate pe aglomerate vulcanice.