Abastecimiento y regulación hídrica: El almacenamiento de agua que realizan las coberturas vegetales naturales del PNN y los reservorios de agua, contribuye al mantenimiento de humedad durante periodos secos y ejerce una barrera hídrica que disminuye la escorrentía y evita crecientes súbitas e inundaciones a escala local. La composición arbustiva y las características edafológicas de los páramos del AP tienen condiciones especiales para la captación y el almacenamiento de agua, que beneficia a la población local, en abastos familiares y acueductos veredales.
Cultura de medicina tradicional: las plantas medicinales del páramo se usan para curar heridas en animales, para tratar enfermedades en pulmones, como asma y bronquitis. También en el bosque subandino y altoandino se encuentran plantas que las personas reconocen benéficas para su salud.
Hábitat de especies: El PNN es hábitat numerosas especies de aves, anfibios, reptiles, insectos y mamíferos, en especial algunas especies consideradas sombrilla como el oso de anteojos, la danta de páramo, el jaguar y el puma. Además, es resguardo de especies con algún grado de riesgo y lugar de tránsito de especies migratorias.
Valores paisajísticos: El área protegida conserva escenarios que inspiran tranquilidad, animan el espíritu y conducen a la contemplación, el disfrute y bienestar de las poblaciones locales, tales como los Volcanes Doña Juana, Ánimas y Petacas, las lagunas como la del Mayo o pantano de Santo Domingo, los cerros como El Machete, los petroglifos, el nacimiento del río Chunchullo y las panorámicas del río Cascabel. A su vez, estos espacios son el soporte para la cultura local que encuentra allí la historia de ritos y mitos tradicionales.
Regulación climática: Según el Atlas de Carbono de PNN DTAO (2018), la biomasa estimada de las coberturas vegetales naturales del PNN Doña Juana para 2012, retenían 17´241.085,8 toneladas de CO2 equivalente, lo cual redunda en la regulación del clima regional y muestra la importancia de la conservación de los ecosistemas de este Parque.