Národný park Poloniny sa môže pýšiť aj unikátnymi Karpatskými bukovými pralesmi, ktoré sú zapísané v zozname Svetového kultúrneho a prírodného dedičstva UNESCO.
Tisícročné pralesy
Bukové a jedľovo-bukové lesy pokrývajú až 80% územia a práve preto si Poloniny vyslúžili pomenovanie zelené pľúca Európy. Zaujímavosťou je najväčšia koncentrácia pralesov, ktoré vytvárajú reťaz „ostrovov“ pôvodného prírodného lesa, ktorý tu rástol tisíc rokov. Ide o vzácne storočné jedle, buky, javory a tzv. mŕtve drevo, ktoré vytvára domov hubám či sove dlhochvostej, ďatľovi bielochrbtému, muchárikovi malému. Pralesy sú koncentrované na 10 samostatných celkoch. Štyri sú na území Slovenska (Havešová, Rožok, Stužica – Bukovské vrchy, Vihorlat) a šesť na území Ukrajiny.
Stužica
Národná prírodná rezervácia je vzácna vysokými a starými jedľami, bukmi či javorom horským. Najvzácnejším exemplárom je 300-ročná a 50 m vysoká stužická jedľa. Stužica je považovaná za najkrajší a najrozsiahlejší zachovalý karpatský prales na Slovensku.
Havešová
Na území Havišovej rastú vzácne pralesovité porasty s výskytom unikátnych exemplárov javora, jaseňa, bresta či 250-ročných bukov, ktoré majú 50 m. Územie je súčasťou pohoria Nastaz v Bukovských vrchoch.
Rožok a Kyjevský prales
Tieto dve územia sú výnimočné výskytom pralesovitých starých listnatých stromov ako javor, brest či jaseň.
Vihorlat
Vihorlat sa tiahne pozdĺž hrebeňa Vihorlatských vrchov, severne od jazera Morské oko. Rastú tu 240-ročné buky.