Konservasi alam merujuk pada upaya sistematis untuk melindungi, mengelola, dan memanfaatkan sumber daya alam secara berkelanjutan agar tetap lestari untuk generasi mendatang. Dalam konteks taman nasional, konservasi melibatkan perlindungan ekosistem, flora, fauna, dan sumber daya alam lainnya dari ancaman seperti perusakan habitat, perburuan ilegal, dan perubahan iklim. Di Indonesia, konservasi taman nasional diatur oleh Undang-Undang Nomor 5 Tahun 1990 tentang Konservasi Sumber Daya Alam Hayati dan Ekosistemnya, yang menekankan pada pelestarian keanekaragaman hayati melalui pengelolaan zonasi dan partisipasi masyarakat.

Di TNBTS, konservasi didefinisikan sebagai upaya terintegrasi untuk menjaga kelestarian ekosistem pegunungan vulkanik yang unik, melindungi keanekaragaman hayati, serta mendukung kegiatan penelitian, pendidikan, dan pariwisata yang ramah lingkungan. Kawasan ini ditetapkan sebagai taman nasional karena memiliki ekosistem khas berupa kaldera di dalam kaldera, dengan gunung berapi aktif dan lautan pasir vulkanik seluas sekitar 6.290 hektare, yang merupakan salah satu yang terluas di Pulau Jawa. Konservasi di sini juga melibatkan perlindungan budaya masyarakat suku Tengger, yang telah mendiami wilayah ini sejak abad ke-9 Masehi dan turut berperan dalam menjaga ekosistem asli melalui praktik tradisional