Охорона природних екосистем і території парку забезпечується службою державної охорони НПП «Синьогора», яка складається з 27 осіб, входить до складу служби державної охорони природно-заповідного фонду України і має статус правоохоронного органу. Регулює діяльність цієї служби постанова Кабінету Міністрів України «Про службу державної охорони природно-заповідного фонду України». Згідно цієї Постанови, основні завдання служби державної охорони парку це: забезпечення дотримання встановленого режиму охорони території відповідно до її функціонального зонування та запобігання і припинення порушень природоохоронного законодавства на території парку.
Крім охорони території парку, служба державної охорони НПП «Синьогора» виконує всі завдання з лісового менеджменту, зокрема організацію і контроль за проведенням природоохоронних заходів і за рекреаційним використанням території Парку. Склад служби державної охорони парку:
- адміністрація – 2 особи;
- начальники відділів і відділень – 4;
- заступники начальників відділів і відділень – 4;
- майстри з охорони природи – 3;
- інспектори з охорони природного заповідного фонду – 18.
Очолює службу державної охорони НПП «Синьогора» директор парку, а відповідає за організацію та проведення всіх запланованих заходів – головний природознавець. Основна територіальна структурна одиниця НПП «Синьогора» в контексті організації служби державної охорони – це природоохоронне науково-дослідне відділення (ПОНДВ). На території парку виділено три ПОНДВ: Дуплянське – 2878 га, Межиріцьке – 3792 га, Сивульське – 4196 га. Територію та будівлі резиденції Президента України охороняє інша служба охорони відповідно до чинного законодавства.
Предметом охорони в природних екосистемах НПП «Синьогора» є їх альфа-різноманіття (202 види рослин, 654 види тварин, 106 видів грибів) та бета-різноманіття (12 рослинних угруповань).
На територію НПП «Синьогора» ведуть дві дороги, а в’їзд на неї контролюється двома контрольно-пропускними пунктами. На цих пропускних пунктах проводиться чергування працівниками служби державної охорони в режимі, який визначається в залежності від пожежної небезпеки, рекреаційного навантаження, прогнозу погоди тощо. Також на цих пунктах проводять інструктажі на природоохоронну та протипожежну тематику з відвідувачами парку і туристами, які мандрують через територію парку. Завдяки контролю в’їзних доріг та роботі з місцевим населенням правопорушення з використання природних екосистем парку зведені до мінімуму (практично відсутні).