Neries regioniniame parke saugomas Neries vidurupio kraštovaizdis. Jis įsteigtas išsaugoti:

• ypač vertingą Neries vidurupio kilpų sistemą, Bražuolės žemupį, vertingas Neries slėnio miškų biocenozes, iš jų Dūkštų ąžuolyną;
• kultūros paveldo vertybes, iš jų vieną seniausių Lietuvoje apgyvendinimo sistemų – archeologinių vertybių kompleksą, nusidriekusį palei Nerį tarp Vilniaus ir Kernavės su Dūkštų bažnyčia ir kapinėmis, Panerių parku, Karmazinų, Buivydų, Bradeliškių, Velniakampio, Viršupio ir Rėvos piliakalniais, Karmazinų ir Popių pilkapiais;
• gamtinės ekosistemos stabilumą, biotos komponentus, savitą augaliją ir gyvūniją, natūralius žuvų migracijos kelius bei nerštavietes.

Neries regioninio parko kraštovaizdžiui būdinga stambios upės slėninių erozinių bei hidrologinių procesų sukurta hidrografinė–morfologinė struktūra – tai Didžiosios Neries kilpos. Stačių erozinių Neries kilpų šlaitų raiškumą dar labiau padidina vėliau sukurta gynybinių piliakalnių grandinė. Tai gana raiškią kraštovaizdžio struktūrą turintis Lietuvos valstybinis parkas. Neries regioninio parko kraštovaizdžio įvairovę sukuria šie svarbiausi kraštovaizdžio tipai: miškingo bei mažai sukultūrinto plataus meandruoto terasinio slėnio, miškingų bei mažai sukultūrintų nedidelių stačiašlaičių erozinių slėnių, raiškių miškingų bei mažai sukultūrintų erozinių slėnių šlaitų, miškingų bei sukultūrintų smulkių erozinių slėnių ir gilių erozinių slėniukų, miškingų smėlingų fliuvioglacialinių terasų ir holoceninių kopų natūralių ir mažai sukultūrintų nedidelių upių slėnių, miškingų smėlingų banguotų pakilumų bei kalvynų, sukultūrintų priemolingų–molingų banguotų moreninių pakilumų ir erozinių raguvynų.

Europos Bendrijos svarbos buveinės (kodas ir pavadinimas): 6450 Aliuvinės pievos, 6510 Šienaujamos mezofitų pievos, 9020 Plačialapių ir mišrūs miškai, 9180 Griovių ir šlaitų miškai, 3260 Upių sraunumos su kurklių bendrijomis, 7220 Šaltiniai su besiformuojančiais tufais, 9010 Vakarų taiga, 3140 Ežerai su menturdumblių bendrijomis, 7210 Žemapelkės su šakotąja ratainyte.

Bendras augalų rūšių skaičius – 1025, iš jų 59 įrašytos į Lietuvos raudonąją knygą. Bendras grybų rūšių skaičius – 443. Bendras kerpių rūšių skaičius – 153. Bendras gyvūnų rūšių skaičius – 1 536. Žinduolių – 45, iš jų 4 saugomos Europos Bendrijos, 14 įrašytos į Lietuvos raudonąją knygą. Paukščių – 112, iš jų 22 saugomos Europos Bendrijos, 24 įrašytos į Lietuvos raudonąją knygą. Žuvų – 35, iš jų 9 saugomos Europos Bendrijos, 1 įrašyta į Lietuvos raudonąją knygą. Varliagyvių ir roplių – 13. Bestuburių – 1 331, iš jų 8 saugomos Europos Bendrijos, 18 įrašytos į Lietuvos raudonąją knygą.

Gamtos ir kultūros paveldo vertybėms išsaugoti Neries regioniniame parke skirti 1 gamtinis rezervatas ir 12 draustinių (5 kraštovaizdžio, 2 hidrografiniai, 2 botaniniai, 1 zoologinis, 1 genetinis, 1 etnokultūrinis).

Dūkštų gamtiniame rezervate saugoma etaloninė brandaus ąžuolyno bendrija ir plačialapių miškams būdinga gamtinė aplinka.

Kraštovaizdžio draustiniuose saugoma: Dūkštų – Dūkštų ąžuolynas, unikalus erozinis Dūkštos slėnis, Karmazinų, Buivydų, Bradeliškių piliakalniai, vaizdinga Neries ir Dūkštos upių santaka, Europos Bendrijos svarbos plačialapių ir mišrių miškų, griovų ir šlaitų miškų, šienaujamų mezofitų pievų, aliuvinių pievų, stepinių pievų buveinės, ypač siekiant išlaikyti saugomas gyvūnų rūšis: niūriaspalvį auksavabalį, europinį plačiaausį, ovaliąją geldutę, pleištinę skėtę, purpurinį plokščiavabalį; Elniakampio (Velniakampio) – Neries upės slėnio atkarpa su raiškiomis slėnio terasomis, raguvomis, termokarstinės ir eolinės kilmės reljefo formomis, natūralūs Elniakampio (Velniakampio) ir Karmazinų vingiai, Panerių sala, Europos Bendrijos svarbos vakarų taigos miškų buveinės su saugomų augalų rūšių augavietėmis, Panerių dvaro sodyba su parku; Kulio (Grabijolų) – miškinga, išraižyta raguvomis Neries upės slėnio atkarpa, turtinga kultūros paveldo, Grabijolų kaimas su jam priklausančia žeme abipus Neries upės, kaimo plano struktūra, Europos Bendrijos svarbos vakarų taigos, griovų ir šlaitų miškų buveinės su saugomų augalų rūšių augavietėmis bei saugomos žinduolių rūšies didžiosios miegapelės natūraliomis buveinėmis; Saidės – unikalus Saidės upelis, jo šlaitai ir santaka su Nerimi, Stirnių piliakalnis; Sviliškių – natūrali, miškinga Neries upės slėnio atkarpa su Sviliškių kilpomis ir srauniomis rėvomis, Naujosios Rėvos piliakalnis, Europos Bendrijos svarbos buveinės: šienaujamų mezofitų pievos, stepinės pievos, aliuvinės pievos, rūšių gausios ganyklos ir ganomos pievos, vakarų taiga, žolių turtingi eglynai, griovų ir šlaitų miškai, aliuviniai miškai, tarpinės pelkės ir liūnai, nekalkingi šaltiniai ir šaltiniuotos pelkės, šarmingos žemapelkės, saugomų augalų rūšių augavietės. Hidrografiniuose draustiniuose saugoma: Aliosios – Aliosios upelio slėnis, Aliosios ir Neries upių santaka; Čekonės – Čekonės žemupio erozinio slėnio atkarpa, Čekonės ir Neries upių santaka.

Botaniniuose draustiniuose saugoma: Veprių – Veprių termokarstinės kilmės ežerai, juos supantys miškai su Europos Bendrijos svarbos buveinėmis (žemapelkės su šakotąja ratainyte ir ežerai su menturdumblių bendrijomis) bei saugomų augalų rūšių – šakotosios ratainytės, dvilapio purvuolio, vienalapio gedučio augavietėmis; Bražuolės – upės slėnis ir salpa su natūraliomis ir pusiau natūraliomis buveinėmis ir didele saugomų rūšių augaviečių įvairove, Europos Bendrijos svarbos buveinės (upių sraunumos su kurklių bendrijomis, šaltiniai su besiformuojančiais tufais, nekalkingi šaltiniai ir šaltiniuotos pelkės, šienaujamos mezofitų pievos), ypač siekiant išsaugoti paprastąjį kūjagalvį.

Semeniukų zoologiniame draustinyje saugomos didžiosios miegapelės ir lazdyninės miegapelės natūralios buveinės.

Panerių I miško pušies genetiniame draustinyje saugoma paprastosios pušies populiacijos genetinė įvairovė.

Šilėnų etnokultūriniame draustinyje saugoma kaimo planinė erdvinė struktūra, senosios architektūros sodybos, akmenimis grįstas kelias, pastatų puošybos elementai.

Neries regioniniame parke yra 13 valstybės saugomų gamtos paveldo objektų. Septyni iš jų yra botaniniai – tai išskirtinio amžiaus, matmenų bei estetiniu požiūriu vertingi medžiai. Regioniniame parke saugomi 45 nekilnojamojo kultūros paveldo objektai.