การประกาศจัดตั้งอุทยานแห่งชาติดอยสอยมาลัย – ไม้กลายเป็นหิน มีวัตถุประสงค์ดังนี้

1. เพื่ออนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม ความหลากหลายทางชีวภาพ ซากดึกดำบรรพ์และแหล่งซากดึกดำบรรพ์ ให้อยู่ในสภาพที่มั่นคงสมบูรณ์ สำหรับอนุชนรุ่นปัจจุบันและอนาคต

2. เพื่ออนุรักษ์และคุ้มครองซากดึกดำบรรพ์ไม้กลายเป็นหินให้เป็นมรดกทางธรณีของชาติและโลกที่สร้างคุณค่าให้แก่สังคม

3. เพื่อจัดการการท่องเที่ยวและนันทนาการให้มีคุณภาพ เป็นแหล่งเรียนรู้และศึกษาวิจัยเกี่ยวกับธรรมชาติและธรณีวิทยา นำเสนอผู้มาเยือนถึงคุณค่าความสำคัญของพื้นที่ สร้างความตระหนักรู้ด้านการท่องเที่ยวที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม จัดการให้การท่องเที่ยวเกิดขึ้นอย่างสมดุลกับขีดความสามารถรองรับของฐานทรัพยากรและเป้าหมายของการอนุรักษ์คุณค่าความสำคัญของอุทยานแห่งชาติ

4. เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบริหารจัดการอุทยานแห่งชาติอย่างบูรณาการ และเพิ่มพูนสมรรถนะที่จำเป็นของบุคลากรในการบริหารจัดการอุทยานแห่งชาติฯ

5. เพื่อส่งเสริมการมีส่วนร่วมของชุมชนท้องถิ่นและความร่วมมือจากภาคส่วนต่าง ๆ ทุกระดับ ในการอนุรักษ์คุณค่าความสำคัญของอุทยานแห่งชาติฯ ที่โดดเด่น