Na terenie Tarnowskich Gór znajduje się szereg obiektów objętych ochroną przyrodniczą, w tym:
Rezerwat „Segiet” – został utworzony w dniu 27.04.1953r. w oparciu o Zarządzenie Ministra Leśnictwa w sprawie uznania za rezerwat przyrody. Leży w granicach administracyjnych Bytomia i Tarnowskich Gór. Obejmuje obszar o pow. 24,54 ha, z czego na terenie Tarnowskich Gór 3,53 ha. Rezerwat rozpościera się na terenie Srebrnej Góry w obrębie Lasu Segieckiego. Istniejące na tym terenie leje, zapadliska, hałdy i szyby stanowią pozostałość po trwającym tu od blisko 800 lat górnictwie. Ze względu na rozległe chodniki i komory podziemne rezerwat stanowi największe ze znanych na Górnym Śląsku zimowisko nietoperzy. Porastający szczyty Srebrnej Góry 150 – letni, szczątkowy las bukowy jest naturalnego pochodzenia. Dla w/w terenu została opracowana i wydana w 1996r. ścieżka dydaktyczna „Las Segiecki”, która zapoczątkowała cykl „Przyrodnicze ścieżki dydaktyczne po Garbie Tarnogórskim”. Ścieżka przebiega po rezerwacie i jego otulinie, ma długość 3,8 km i wyznaczono przy niej 8 pól obserwacyjnych, na których można zobaczyć zróżnicowanie flory i fauny oraz prawidłowe, jak i zakłócone działalnością człowieka procesy.
Zespół przyrodniczo-krajobrazowy „Park w Reptach i dolina rzeki Dramy” – został utworzony w dniu 11.07.2002r. w oparciu o rozporządzenie Nr 46/02 Wojewody Śląskiego, położony na terenie gmin Tarnowskie Góry i Zbrosławice. Obejmuje obszar o pow.475,51 ha, z czego na terenie Tarnowskich Gór 233,63 ha. Usytuowany jest na obu zboczach doliny rzeki Dramy z pozostałościami dawnego zwierzyńca oraz aleją kasztanową stanowiącą fragment drogi z Rept Starych do Tarnowic Starych. Wyspę leśną – Park w Reptach – tworzy w znacznej części starodrzew bukowy, w tym ok. 150 drzew o wymiarach pomnikowych. Dominujące starodrzewy zajmują 1/3 całej powierzchni zespołu przyrodniczo-krajobrazowego. Są najcenniejszym elementem krajobrazu składającego się z naturalnych zespołów leśnych, z licznymi rzadkimi gatunkami zarówno rodzimymi jak i zagranicznymi. Malowniczy nieregularny odcinek rzeki Dramy dopełnia wartości przyrodniczych zespołu.
Zespół przyrodniczo-krajobrazowy „Doły Piekarskie” – został objęty ochroną na mocy Uchwały Nr LXVI/581/2006 Rady Miejskiej w Tarnowskich Górach z dnia 04.10.2006r. i zlokalizowany jest w południowo-wschodniej części Tarnowskich Gór, w dzielnicy Bobrowniki Śląskie – Piekary Rudne. Od południa i od wschodu granice tego terenu wyznacza granica miasta, a od północy i od zachodu ograniczony jest przez grunty orne przebiegające wzdłuż ulic: Kruczej i Korola. Teren obejmuje obszary powyrobiskowe, gdzie od 1890r. do początku XX wieku funkcjonowała odkrywkowa kopalnia żelaziaka brunatnego i dolomitu. Na początku lat 60-tych XX w. teren wyrobisk został częściowo zalesiony, natomiast w większości nastąpiła naturalna sukcesja.
Obecnie na stokach dawnych wyrobisk znajduje się las zbliżony do grądu. Zbocza śródleśnych dolinek lokalnie porastają zbiorowiska murawowe, gdzie występują gatunki chronione np. dziewięćsił bezłodygowy, kruszczyk szerokolistny oraz gatunki chronione częściowo, tj. kruszyna pospolita, konwalia majowa. Zanotowano także wśród nich jedyne w granicach Tarnowskich Gór stanowisko goryczki orzęsionej – rzadkiej i objętej całkowitą ochroną prawną rośliny. W jednym z powyrobiskowych zagłębień znajduje się oczko wodne z fragmentami roślinności szuwarowej. W pobliżu stawu żyje wiele płazów m.in. trzy gatunki żab oraz ptaki np. skowronek, pliszka żółta, gąsiorek.
Na terenie Tarnowskich Gór występuje 108 pomników przyrody żywej (106 pojedyńczych drzew i 2 grupy drzew) oraz 1 pomnik przyrody nieożywionej (głaz narzutowy w Parku Miejskim). Wśród pojedynczych drzew objętych ochroną w formie pomników przyrody występują przede wszystkim następujące gatunki: dąb szypułkowy, buk zwyczajny, sosna wejmutka, jesion wyniosły, klon zwyczajny, lipa drobnolistna, brzoza brodawkowata, leszczyna turecka, kasztanowiec biały, dąb bezszypułkowy, olsza czarna, wiąz szypułkowy, wierzba krucha, dąb czerwony.
Na specjalną uwagę zasługuje jednak najstarszy w Europie Środkowej, liczący ok. 260 lat, mający 25 m wysokości i 7,3 m obwodu u podstawy pnia, kasztan jadalny rosnący w ogrodzie plebani przy kościele p.w. św. Mikołaja w Reptach Śląskich.
Natomiast pomnik przyrody pod nazwą „Park Kunszt”, objęty ochroną na mocy Uchwały Nr XXXIV/302/2004 Rady Miejskiej w Tarnowskich Górach z dnia 02.12.2004r., obejmuje starodrzew w postaci 10 drzew z gatunku lipa drobnolistna. Położony jest w Tarnowskich Górach – dzielnicy Bobrowniki Śląskie przy ul. Parkowej, w rejonie pamiątkowej hałdy szybowej kopalni rud ołowiu i srebra „Fryderyk”, w pobliżu szybu „Rudolphine”. Miejsce to ma szczególne znaczenie, albowiem w szybie „Rudolphine” 16 lipca 1784r. po długich poszukiwaniach odkryto pierwsze złoża rudy ołowiu. Prawdopodobnie już w latach 1784- 1788 pamiątkową hałdę szybową uporządkowano, obsiano trawą i posadzono wokół niej drzewa (lipy drobnolistne). Wokół hałdy powstał park, miejsce wypoczynku i rekreacji pracowników kopalni oraz corocznych górniczych festynów, jednocześnie symbol historycznego odkrycia złoża kruszcowego i początków rozwoju górnictwa i hutnictwa na Górnym Śląsku. Obecnie z pierwotnego drzewostanu zachowały się liczące ok. 200 lat, wysokie, pomnikowe okazy lip drobnolistnych, które otaczają pamiątkową hałdę.
Na terenie Gminy występuje także Obszar Natura 2000 – Podziemia Tarnogórsko-Bytomskie. NATURA 2000 to przyjęty przez Unię Europejską system ochrony wybranych elementów przyrody- siedlisk przyrodniczych i siedlisk gatunków- najcenniejszych w skali Europy. Celem utworzenia sieci jest zachowanie dziedzictwa przyrodniczego całego kontynentu. Podstawę do wyznaczania Europejskiej Sieci Ekologicznej stanowią dwie dyrektywy: Dyrektywa Rady Europy 92/43/EWG z dnia 2 kwietnia 1979r. w sprawie ochrony dziko żyjących ptaków (tzw. Dyrektywa Ptasia) oraz Dyrektywa Rady Europy 92/43/EWG z dnia 21 maja 1992r. w sprawie ochrony siedlisk przyrodniczych oraz dzikiej fauny i flory (tzw. Dyrektywa Siedliskowa). Sieć NATURA 2000 składa się z dwóch, wyznaczanych niezależnie, systemów obszarów chronionych: Obszarów Specjalnej Ochrony (OSO) – tzw. ostoi ptasich, wyznaczanych w oparciu o zalecenia Dyrektywy Ptasiej oraz Specjalnych Obszarów Ochrony (SOO) – tzw. ostoi siedliskowych (habitatowych) wydzielonych na podstawie Dyrektywy Siedliskowej. Minister Środowiska przekazał do Komisji Europejskiej listę proponowanych specjalnych obszarów ochrony siedlisk NATURA 2000, wśród których z terenu województwa śląskiego znalazły się Podziemia Tarnogórsko-Bytomskie. Obszar NATURA 2000 Podziemia Tarnogórsko-Bytomskie obejmuje powierzchnię ponad 3.401,2 ha zlokalizowaną na terenie Tarnowskich Gór, Bytomia, Zbrosławic i Radzionkowa. Podziemia tworzą wyrobiska po trwającej od XVI do XX wieku eksploatacji kruszców srebronośnych w postaci chodników, komór, szybów i sztolni, w tym 5 sztolni odwadniających.
Istniejący w podziemiach specyficzny mikroklimat i charakter terenu sprawia, że w Podziemiach Tarnogórsko-Bytomskich znajduje się drugie co do wielkości zimowisko nietoperzy w Polsce. Stwierdzono tutaj występowanie 10 gatunków nietoperzy: mroczka późnego, nocka Brandta, nocka rudego, nocka wąsatka, nocka Natterera, nocka Bechsteina, nocka orzęsionego, gacka brunatnego, gacka szarego i nocka dużego – gatunku wymienionego w załączniku II Dyrektywy Siedliskowe. Liczebność hibernujących w podziemiach nietoperzy szacuje się na kilkanaście tysięcy. Podziemia są zasiedlane przez nietoperze również w okresie letnim.
Badania fauny podziemi potwierdziły również występowanie roztoczy, dżdżownic, pajęczaków i owadów. Reprezentantami flory (w strefach przyotworowych) są mszaki i paprocie. Mykoflora występuje w ciemnej i głębokiej części podziemi i rozwija się na resztkach organicznych. Na ociosach można spotkać strzępki grzybni.
Świat Podziemi Tarnogórsko-Bytomskich to także różnorodne formy naciekowe: makarony (formy stalaktytów), zasłony, draperie, bardzo dobrze wykształcone polewy pokrywające powierzchnie ścian, korytarzy i spągu. Można tu także spotkać różnorodne perły jaskiniowe. W okresie zimowym w miejscach wnikania do wnętrza mroźnego powietrza, powstają nacieki lodowe.
Walory fragmentu Podziemi Tarnogórsko-Bytomskich można podziwiać w Zabytkowej Kopalni Srebra i Sztolni „Czarnego Pstrąga”, które ze względu na wyjątkowe wartości historyczne, naukowe i zabytkowe zostały wpisane na ogólnopolską Listę Pomników Historii.
