Grenoble occupe une place exceptionnelle aux portes de trois massifs montagneux dont deux Parcs naturels régionaux (PNR), un Parc naturel régional en préfiguration. La ville se situe également à proximité du parc naturel national des Écrins.
Le Parc naturel régional du Vercors : le massif calcaire du Vercors offre un paysage extrêmement varié pour lequel est créé en 1970, le Parc naturel régional. Ce denier s’étend sur 205 000 hectares et compte 85 communes. Il abrite également une réserve naturelle de 17 000 hectares, l’une des plus vastes de France métropolitaine.
Le Parc naturel régional de Chartreuse : les forêts du massif de Chartreuse, calcaire lui aussi, confèrent au Parc sa principale richesse naturelle et présentent une importante diversité grâce à l'étagement altitudinal des reliefs. Le parc, créé en 1995, s’étend sur 76 700 hectares et compte 60 communes. Il prend sa place entre 200 et 2082 m d’altitude et possède une réserve naturelle nationale, les Hauts de Chartreuse, de 4 450 hectares.
Le futur Parc naturel régional de Belledonne : cette chaine de montagnes aux sommets cristallins élevés à près de 3000 m avec une base sédimentaire se caractérise par une variété de milieux liés à la diversité géologique. Sans franchissement est-ouest carrossable, Belledonne offre une image de territoire sauvage avec une forte visibilité de son flanc ouest depuis les agglomérations de Grenoble et Chambéry. Créée en 1998, l’association Espace Belledonne, forte de 54 communes des départements de l’Isère et de la Savoie, fédère les acteurs du territoire autour des problématiques montagnardes de développement économique et de préservation des patrimoines. Elle a saisi en 2014 la Région Auvergne-Rhône-Alpes pour s’inscrire dans une démarche de création d’un Parc naturel régional. Sur la base d’une réponse favorable, les études sont engagées et une concertation autour de l’écriture de la charte constitutive du futur PNR de Belledonne a été lancée en 2015.