พระตำหนักดอยตุง เป็นที่ประทับของสมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนี ก่อสร้างเมื่อปี พ.ศ.2531 บนยอดดอยที่แห้งแล้ง เนื่องจากชาวบ้านบุกรุกทำลายป่าในการขยายพื้นที่ทำกิน ปลูกฝิ่น โดยพระองค์มีพระราชกระแสรับสั่งว่า “ฉันจะปลูกป่าบนดอยตุง”

พื้นที่พระตำหนัก เป็นพื้นที่ของกรมป่าไม้ ทำสัญญาเช่าระยะยาว ทั้งๆ ที่กรมป่าไม้ตั้งใจจะถวาย เนื่องจากเป็นเขตป่าสงวน แต่พระองค์ไม่ต้องพระราชประสงค์ที่จะมีอภิสิทธิ์เหนือประชาชนคนไทยทั่วไป

พระตำหนักดอยตุง สร้างจากพระราชทรัพย์ส่วนพระองค์ ออกแบบผสมผสานระหว่างชาเล่ต์ สไตล์สวิส กับสถาปัตยกรรมล้านนา ตกแต่งภายนอกด้วยปีกไม้ ซึ่งเป็นไม้สักขนาดเล็กที่ได้จากการทอนไม้ที่ไม่ได้ขนาดในสวนป่าขององค์การอุตสาหกรรมป่าไม้ เพื่อให้ไม้สักที่เหลือเจริญเติบโตแข็งแรง ได้ใช้ประโยชน์ต่อไป ภายในพระตำหนักบุผนังด้วยไม้สนจากลังไม้ที่ใส่เครื่องมือและอุปกรณ์ขนาดใหญ่นำเข้ามาจากต่างประเทศ ส่วนพื้นเป็นไม้สักทองที่องค์การอุตสาหกรรมป่าไม้น้อมเกล้าฯ ถวาย การสร้างพระตำหนักจึงเป็นตัวอย่างของการรู้จักใช้ทรัพยากรธรรมชาติอย่างรู้คุณค่า

ตัวอาคารชั้นบนแยกเป็น 4 ส่วน ได้แก่

• ส่วนที่ประทับของสมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนี
• ส่วนท้องพระโรงและห้องประกอบพระกระยาหาร
• ส่วนที่ประทับของสมเด็จพระพี่นางเธอ กรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์
• ส่วนที่พักของท่านผู้หญิงทัศนาวลัย ศรสงคราม พระธิดาในสมเด็จพระพี่นางเธอ กรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์

การตกแต่งภายในเป็นไปอย่างเรียบง่าย สง่างาม เน้นประโยชน์ใช้สอยอย่างพอดี สะท้อนลักษณะอุปนิสัย และการใช้ชีวิตที่เรียบง่าย ของเจ้าของบ้านได้เป็นอย่างดี

ลักษณะเด่นของพระตำหนัก คือ เพดานท้องพระโรงแกะสลักเป็นกลุ่มดาวต่างๆ ที่สมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนีทรงเลือก และตรงกลางสลักเป็นกลุ่มดาวในสุริยะจักรวาลเรียงตามองศาในวันที่ 21 ตุลาคม พ.ศ.2443 ซึ่งเป็นวันพระราชสมภพ และฝังดวงไฟให้กำลังแสงตามขนาดที่ได้สัดส่วนตามจริง โดยการคำนวณ และออกแบบโดยสมาคมดาราศาสตร์แห่งประเทศไทย