Tolne Skov og Eskær Skov er nogle af de vigtigste oprindelige løvskove i Vendsyssel. Derudover er der mange små partier med oprindelig bøg eller eg i Naturpark Tolne. Bortset fra den kommunalt ejede Bjørnhøj og Naturstyrelsens arealer ved Bjørnager er de alle privatejede. Der er hovedsagelig tale om bøgeskove på stejle skrænter, som ikke har været mulige at opdyrke eller mindre skove omkring de større gårde.
På skrænterne vokser der flere bøgetræer, der er over 200 år gamle, og sandsynligvis har der i visse dele af skovene været skov i en ubrudt linje fra træernes indvandring efter den sidste istid.
Skovbundsvegetationen er interessant og foruden de almindelige arter som fx hvid anemone og skovsyre finder man en del arter, som er typisk østdanske og relativt sjældne for Vendsyssel. Det er arter som tandrod, sanikel, firblad, lund-padderok, skovmærke og dunet steffensurt. Tandrod er en let genkendelig korsblomstret plante. Dens frugter modner normalt ikke, og den klarer i stedet spredningen vha. de små violette yngleknopper, der sidder i bladhjørnerne. Med deres mange hulheder er de gamle bøge vigtige redesteder for fugle som huldue, natugle, spætmejse og sumpmejse.
Grønspætte har en god bestand, og den trives i mosaikken af skov, overdrev og hede. Både hvepsevåge og rød glente yngler også i flere af skovene.
Hvepsevågen kommer først til Danmark sidst i maj og lever især af hvepse og bier, hvis underjordiske bo den graver op.
Den røde glente har været ansvarsart for Hjørring Kommune siden 2007. Den genindvandrede til Vendsyssel i 1991. I dag er der flere par i naturparken.
Skovene er desuden levested for flere pattedyr. Rådyr, ræv og grævling er ret almindelige. Også krondyr og dådyr, som er undsluppet fra dyrehaver og hjortefarme, har dannet fritlevende bestande.
Arter, der er knyttet til urørt skov, er de arter, der er gået kraftigst tilbage i Danmark. Det gælder især insektarter, der er knyttet til dødt ved eller til græsningsskov.
Den største trussel mod biodiversiteten i skovene er manglen på dødt ved og gamle træer, der får lov til at stå med hulheder og sprækker.
Derudover mangler der vand i skovene og flere lysninger og store græssere som køer og heste. Mange af de rødlistede svampe og insekter er direkte knyttet til urørt skov. Det gælder især mange billearter som træbukke og smældere. Ved Eskær skov er der bl.a. fundet bøgehjort, en rødlistet billeart. Arter på rødlisten er i risiko for at uddø i Danmark.
Tolne Skov og Eskær Skov ligger på Vendsyssels største moræneplateau og på grænsen mod Skagens Odde. Terrænet er meget kuperet med stejle skrænter. Begge områder er fredede på grund af deres andel af gammel bøgeskov. Ud over bøg er der en høj andel af ædelgran i begge skove. Fælles for fredningerne er, at andelen af nåletræer skal nedbringes til fordel for bøg og andre hjemmehørende løvtræer af lokal oprindelse.
Tolne Skov er i dag på 665 ha og meget af skoven er produktionsskov med især ædelgran. Oprindeligt har mange af arealerne været hedebakker. Det er dem, man ser resterne af i Tolne Bakker, og som flere steder let ville kunne genskabes, hvis skoven blev ryddet, da hedeplanterne stadig er at finde i skovbunden. De højeste punkter i Tolne Skov på 70-80 m er Strandhulsbakker, Bruuns Bakke og Bålhøje.
Den nordlige del af Tolne Skov blev fredet i 2000, så den på sigt kan udvikle sig til urørt skov med hjemmehørende danske træer og buske. Det drejer sig om 161 ha. Ved urørt skov forstås en skov, hvor træerne ikke fældes og fjernes, men går ud af naturlige årsager, og derefter bliver liggende i skovbunden. Den store mængde dødt ved vil med tiden øge mangfoldigheden af især insekter og svampe.
I fredningen fra 2000 indgår Tolne Bakker, der blev fredet tilbage i 1932. Lyngbakkerne Bålhøje og Bruuns Bakke blev ligeledes fredet tilbage i henholdsvis 1953 og 1962.
I naturparken ligger Natura 2000 området Tolne Bakker (nr. 214, Habitatområde H214). Natura 2000- området har et areal på 171 ha, som stort set er sammenfaldende med fredningen. Udpegningsgrundlag for området er følgende naturtyper: Næringsrig sø (3150) Brunvandet sø (3160), Tør hede (4030) Enekrat (5130), Surt overdrev* (6230) Bøg på mor (9110), Bøg på muld (9130), Stilkege-krat (9190), Elle- og askeskov* (91E0). En stjerne angiver, at der er tale om en prioriteret naturtype.
Natura 2000-området er specielt udpeget for at beskytte skovnaturtyperne i området især bøg på mor, som er bøgeskove på relativt sur morbund, hvor der ikke er selvsået kristtorn eller taks. Det er en relativt vidt udbredt bøgeskovtype, kun 11 overgået af Bøg på muld. Naturtypen findes dog fortrinsvis på de sure og tørre jorder. Bundfloraen kan være mere eller mindre sparsom og er præget af surbundsarter.
De lysåbne naturtyper har en god eller høj naturtilstand, på nær naturtypen Tør hede, der har en moderat tilstand. Denne naturtype er under tilgroning i for høj urtevegetation samt træer og buske. Der er især problemer med tilgroning i bjergrørhvene og ørnebregner samt bøg, eg og nåletræer, der spreder sig fra omgivende skovarealer.
Det overordnede mål for natura 2000-området er: At naturtyperne på udpegningsgrundlaget opnår gunstig bevaringsstatus.
De skovklædte bakker sikres som karakteristiske landskabselementer med islæt af surt overdrev og tør hede. Arealer med Bøg på mor sikres, og på lang sigt søges de udvidet. De lysåbne og truede habitatnaturtyper Tør hede og Surt overdrev sikres og arealerne udvides.
Områdets økologiske integritet sikres i form af en for naturtyperne hensigtsmæssig drift og pleje, som omfatter bekæmpelse af invasive arter og problemarter samt en lav næringsstofbelastning. Eskær Gods er fredet i 1991 bl.a. på grund af det smukke herregårdslandskab med betydelige landskabelige og naturmæssige kvaliteter. Fredningen omfatter ca. 250 ha. Inden for fredningsområdet findes både meget næringsrige og ret næringsfattige jorder, hvilket giver en stor variation i flora og fauna.
Skov-star og enblomstret flitteraks er et par af de mere østdanske arter, som også findes i Eskær Skov. I og tæt på skoven findes flere lokaliteter med flagermus, bl.a. brunflagermus, som er afhængig af gamle hule træer både som ynglested og til overvintring.
Gården Bjørnager i nærheden huser en koloni på flere hundrede dværgflagermus, og der er registreret ikke mindre end fem forskellige arter omkring gården. Der lever en del grævlinger i skoven, bl.a. på Brokbakken. Der har de sandsynligvis været i mange år, idet brok er det gamle danske ord for grævling.
Der er en fantastisk udsigt ud over Skagens Odde. Ikke mindst fra de mange gravhøje ved Ellevehøje. Gravhøjene har ligget udyrket siden bronzealderen og rummer ofte mange overdrevsplanter, der har haft et refugium her.