Masivul Ceahlău reprezintă una dintre cele mai cunoscute și iubite zone montane din România. Încă din cele mai vechi timpuri, legendele și istoria s-au împletit în această zonă de înaltă spiritualitate românească.

Masivul Ceahlău este o unitate geografică bine conturată și limitată spre Nord de râul Bistricoara, spre Est de râul Bistrița (iar din jurul anului 1960 de apele lacului Izvorul Muntelui), spre Sud de râul Bicaz, în timp ce spre Vest ajunge în contact cu Munții Hășmaș, separarea făcându-se de către văile opuse: Pintic (afluent al Bistricioarei) și Capra (afluent al Bicazului).

Munții învecinați, cu altitudini relativ reduse, de până la 1.500 metri, conferă caracterul de masiv al acestuia. Altitudinea maximă este atinsă în Varful Ocolașul Mare (1.907 m), cel mai accesibil și cunoscut fiind Vârful Toaca (1.904 m). Vârful Panaghia este, poate, cel mai cunoscut reper vizual din întreg lanțul Carpaților Orientali.

Masivul Ceahlău este, din punct de vedere structural, un amestec geologic cu pachete groase de gresii, marne, argile, conglomerate, șisturi argiloase negre cu intercalații de gresii calcaroase, șisturi argiloase cenușii-verzui, gresii micacee cenușii și gresii cu structură convultă, marne și argile verzi și roșii, dispuse în benzi cutate și faliate, orientate pe direcția nord-sud. Conglomeratele, cea mai evidentă trăsătură geologică, cunoscute sub numele de „Conglomerate de Ceahlău”, sunt depuse într-un pachet gros de 500-600 de metri. Ele formează, în partea centrală a Parcului Național Ceahlău, o uriașă masă suspendată, mărginită de abrupturi impresionante. Conglomeratele s-au format din cimentarea naturală a unor pietrișuri fluviatile, în urmă cu mai bine de 100 milioane de ani, la sfârșitul Cretacicului inferior. În masa conglomeratelor se găsesc intercalate strate de gresie și calcare, cunoscute sub numele de klippe (blocuri de mari dimensiuni din calcar însedimentate în Conglomeratele de Ceahlău). Klippele sunt dispuse în două nivele altitudinale: primul nivel se situează la altitudinea de 1.500 de metri (Calcarul de la Piatra cu Apă), iar al doilea nivel la circa 1.650 de metri, în Ocolașul Mic.

Caracterul izolat al masivului și structura geologică complexă a condus la apariția unei biodiversități deosebite și a ajutat la conservarea bogăției naturale a locului. Ca urmare, încă din anul 1941 a fost declarată prima arie naturală protejată în zonă, Rezervația Naturală Polița cu Crini.

În anul 1955 a fost înființat Parcul Naţional Ceahlău, localizat în zona centrală a Masivului Ceahlău, care are în prezent o suprafaţă de 7.742,5 ha, reprezentând 26,7% din suprafața masivului.
Pe teritoriul Parcului Național Ceahlău se mai găsesc următoarele rezervații naturale: Rezervația științifică Ocolașul Mare, Monumentul naturii Avenul Mare, Rezervația naturală cu profil botanic Toaca, Rezervația naturală cu profil botanic Gardul Stănilelor, iar în afara parcului național, dar tot în Masivul Ceahlău, Rezervația naturală forestieră Secu.

În 2011, Ceahlăul a fost inclus în Rețeaua Europeană Natura 2000 – o rețea de zone naturale protejate care cuprinde un eșantion reprezentativ de specii sălbatice și habitate naturale de interes comunitar. În acest sens, Parcul Naţional Ceahlău a fost declarat sit de importanţă comunitară pentru specii și habitate, cod ROSCI0024 Ceahlău, iar Masivul Ceahlău, cu o suprafață de 27.837 ha, incluzând întreg Parcul Național Ceahlău, a fost declarat arie de protecţie avifaunistică, având codul ROSPA0129, pentru protecția păsărilor.