Sơn La duy trì và bảo vệ 4 khu bảo tồn hiện có gồm Copia thuộc địa bàn huyện Thuận Châu (6.311ha), rừng Sốp Cộp (18.020ha) thuộc hai huyện biên giới Sốp Cộp và Sông Mã, rừng Tà Xùa (16.553ha) thuộc huyện Bắc Yên, rừng Xuân Nha (18.116ha) thuộc huyện Vân Hồ.
Tỉnh xây dựng thêm khu bảo tồn mới ở huyện Mường La (khoảng 20.000ha) và một khu bảo vệ cảnh quan văn hóa – lịch sử – môi trường (247ha), khu rừng mang tên Rừng Đại tướng Võ Nguyên Giáp tại bản Nhọt, xã Gia Phù, huyện Phù Yên.
Rừng bảo tồn Mường La thuộc ba xã Ngọc Chiến, Nặm Păm và Hua Trai có tính đa dạng sinh học cao. Đặc biệt, tại khu rừng này còn có 20-30 cá thể vượn đen tuyền, loài vượn đang bị đe dọa tuyệt chủng cao, hiện chỉ có ở Việt Nam và Trung Quốc. Đây còn là nơi cư trú của các quần thể voọc xám, niệc cổ hung, gà lôi hồng tía và beo lửa.
Tuy nhiên, tình trạng khai thác lâm sản, phá rừng trồng thảo quả, phát triển thủy điện hay thu hái lâm sản phụ đã ảnh hưởng và tác động tới cảnh quan, sinh cảnh các loài hoang dã…
Việc thành lập Khu bảo tồn thiên nhiên Mường La sẽ góp phần vào bảo vệ và phát triển quần thể vượn đen tuyền tại Khu bảo tồn loài, bảo tồn và phát triển sinh cảnh Mù Cang Chải (tỉnh Yên Bái), giáp với rừng phòng hộ đầu nguồn Mường La.
Tỉnh Sơn La hiện có 633.687ha rừng, trong đó có gần 610.000ha rừng tự nhiên. Đến năm 2020, Sơn La phấn đấu độ che phủ của rừng đạt 55%, với khoảng 779.600ha rừng.
Việc quy hoạch bảo tồn đa dạng sinh học không chỉ tăng sự đa dạng sinh thái mà còn góp phần phòng hộ bền vững và trữ nước cho hai hồ thủy điện Sơn La và hồ thủy điện Hòa Bình lớn nhất cả nước.