黃河流經山東省9個設區市，9市區域內擁有各類國家級和省級公園等，如泰安市泰山國家風景名勝區、汶河國家濕地公園、徂徠山汶河國家水利風景區；淄博市原山國家森林公園、姚家峪生態旅遊度假區等。
為保護黃河流域重要自然生態系統的原真性、完整性，依據《關於建立以國家公園為主體的自然保護地體系的指導意見》，山東省應以自然保護地生態價值高低為依據，建立以國家公園為主體，包括國家公園、自然保護區與自然公園 3 種類型的體系。
一是在重要自然保護地設立國家公園。國家公園是保護等級最高，具有全球價值、國家象徵與國民認可度的保護區域。如泰山是世界文化與自然雙遺產，擁有豐富的植被類型和特有的動植物品種。集封禪文化、宗教文化、人文文化和建築文化於一體，發育萬物，峻極於天。2017年經財政部、（原）國土資源部、（原）環境保護部批覆，泰山區域入選國家第二批山水林田湖草生態保護修復工程試點範圍。建立國家公園能夠同步推動山水林田湖草生態保護的長期可持續。
二是在典型自然生態系統設立自然保護區。自然保護區是指典型的自然生態系統、珍稀瀕危野生動植物種的天然集中分布區。如位於黃河入海口的黃河三角洲濕地，是中國乃至世界暖溫帶唯一一塊保存最完整、最典型、最年輕的濱海濕地生態系統。近年來由於水資源短缺，濕地生態功能衰退，生物多樣性降低；海平面上升和海岸濕地蝕退等。黃河三角濕地已是國家級保護區，納入國家公園體系，有利於加強對黃河三角洲濕地的生態保護力度。
重要的水源地，如南四湖是南水北調東線工程山東境內的重要調蓄湖泊，也是山東省境內最大的淡水湖泊。2003年山東省政府批准設立省級自然保護區，保護濕地生態系統和珍稀瀕危鳥類等, 總面積1275平方公里，納入國家公園體系，可以更有效地保護水源地。
三是在重要的自然生態、遺蹟和景觀區設立自然公園。自然公園是指重要的自然生態系統、自然遺蹟與自然景觀，以及具有生態、觀賞、文化與科學價值的可持續利用區域，主要涵蓋森林公園、地質公園和濕地公園等各類自然公園。山東省黃河流域這類公園眾多，如淄博原山國家森林公園，汶河國家濕地公園，菏澤東明黃河濕地公園等，這些公園已經存在，只是分屬不同的部門管理。將其納入國家公園體系，具備外部條件。
山東省沿黃河流域有眾多的國家級公園，如國家森林公園、國家濕地公園、國家風景名勝區、國家地質公園、國家水利風景區和水源保護區等。哪些公園要納入國家公園體系，需要認真研究黃河流域國家生態安全格局的要求，確保國家公園體系能夠保障國家與區域生態安全，是生態系統服務功能的關鍵區域；科學規劃國家公園體系，確保黃河流域水源涵養、洪水調蓄、防風固沙、土壤保持，生態服務功能能得到改善；要綜合考慮國家代表意義、人類活動脅迫狀況、通達條件、遊憩和教育功能等其他相關因素，使山東省的國家公園體系能夠成為黃河流域重要生態屏障。