พระตำหนักดอยตุง เป็นสวนดอกไม้เมืองหนาว ในหุบเขา สร้างขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2535 เดิมมีพื้นที่ 12 ไร่ มีการปลูกดอกไม้หมุนเวียนสลับ ให้ออกดอกไม่ซ้ำกันตลอดสามฤดู ล้อมรอบประติมากรรมชื่อ "ความต่อเนื่อง" เป็นรูปเด็กยืนต่อตัวที่กลางสวน นอกจากนี้ ยังจัดแต่งสวนหินซึ่งประดับด้วยหินภูเขากลมเกลี้ยงขนาดใหญ่ สวนน้ำอุดมด้วยไม้น้ำพันธุ์ต่างๆ บัว และสวนปาล์มที่รวบ รวมปาล์มไว้มากมายในพื้นที่ 13 ไร่ สวนแม่ฟ้าหลวงจึงมีพื้นที่ทั้งสิ้น 25 ไร่
โดยลักษณะการก่อสร้าง เป็นการผสมผสานระหว่าง สถาปัตยกรรมล้านนา บ้านปีกไม้ และบ้านแบบพื้นเมือง ของประเทศสวิตเซอร์แลนด์ มี ๒ ชั้น และชั้นลอยที่ประทับ ชั้นบนแยกเป็น ๔ ส่วน ทว่าเชื่อมเป็นอาคารหลังเดียวกัน เสมอกับลานกว้าง ของยอดเนินเขาภายในประกอบด้วย
ชั้นบนที่แยกออกเป็น ๔ ส่วนนั้น ได้แก่ ที่ประทับของ สมเด็จพระศรีนคริทราบรมราชชนนี ซึ่งประกอบด้วยห้องพระโรง และห้องเตรียมพระกระยาหาร นอกจากนี้ เป็นห้อง ท่านผู้หญิงทัศนาวลัยฯ และที่ประทับของ สมเด็จพระเจ้าพี่นางเธอ เจ้าฟ้ากัลยาณิวัฒนา กรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์
ชั้นล่าง ซึ่งสร้างให้เกาะไปตามไหล่เขา ทรงโปรดเกล้าฯ ให้เป็นที่อยู่ของข้าราชบริพาร ด้านนอกพระตำหนัก มีเชิงชายไม้แกะสลัก เป็นลายพื้นเมือง เรียกว่า “ ลายเมฆไหล ” เหนือหลังคามี กาแลลงรักปิดทอง ๑๔ คู่ แยกเป็นลาย พรรณพฤกษาแบบล้านนา ๒ คู่ อีก ๑๒ คู่ เป็นลวดลายพฤกษา สลับกับสัตว์ทั้ง ๑๒ ราศี อันเป็นตัวแทน ของแต่ละปีในรอบนักษัตร
นอกจากนี้ ที่บานพระทวารเข้าพระตำหนัก มีลวดลายรูป พระอาทิตย์ฉายแสง ซึ่งเป็นสัญลักษณ์ ของพลังอันแก่กล้า เหนือบานประตูเป็น ภาพต้นไม้ทิพย์ และหมู่วิหค ทางมุมซ้ายเป็นรูปนกเค้าแมว คอยดูแลสอดส่อง มิให้สิ่งชั่วร้ายเล็ดลอด เข้าไปในพระตำหนักได้ ที่กรอบทวารมีข้อความว่า “ สรีสวัสสดี พุทธศักราช ๒๕๓๑ ” อนึ่ง บนหลังคาพระตำหนัก มีท่อน้ำฝนทำ จากเครื่องปั้นดินเผาชนิด ไม่เคลือบ รูปหัวเหรา ปลา กบ สลับกับพญานาค
ภายในพระตำหนัก ใช้ไม้สนภูเขาบุผนัง พื้นเป็นไม้สักทอง ซึ่งองค์การอุตสาหกรรมป่าไม้ กระทรวงเกษตร และสหกรณ์ น้อมเกลาฯ ถวาย สำหรับผนัง ในท้องพระโรง ประดับด้วย ภาพวาดสีน้ำมันขนาดใหญ่ ๓ ภาพ ภาพแรกชื่อ “ ตำนานดอยตุง ” ศิลปินคือ นายปัณยา ไชยะคำ สองภาพหลังชื่อ “ ยามตะวันชิงพลบ ” และ “ ดอยตุงยามราตรีสงัด ” ฝีมือของนาย บรรณรักษ์ นาคบรรลังค์
ส่วนของเพดานท้องพระโรง ทรงโปรดเกล้าฯ ให้สมาคมดาราศาสตร์ แห่งประเทศไทย ออกแบบแกะสลัก เป็นสุริยจักรวาล ประกอบด้วย กลุ่มดาวในระบบสุริยะเรียงราย กันไปตามองศา ของวันที่ ๒๑ ตุลาคม พ.ศ. ๒๔๔๓ อันเป็นวันพระราชสมภพ รวมทั้งรูปดาวนพเคราะห์ กลุ่มต่างๆ ซึ่งทรงเลือกมารวบรวมไว้ ด้วยพระองค์เอง
ฝาผนังท้องพระโรงด้านหนึ่ง บุด้วยผ้าปักรูปดอกไม้นานาพันธุ์ บนผ้าไหม ซึ่งชาวบ้านอำเภอสันป่าตอง จังหวัดเชียงใหม่ น้อมเกล้าฯ ถวาย ส่วนอีกด้านหนึ่ง แขวนผ้าปักครอสติสรูปดอกไม้ จากฝีพระหัตถ์ของพระองค์
บริเวณด้านหน้าของพระตำหนัก ยังมีสวนดอกไม้ประดับนานาพันธุ์ เรียกว่า “ สวนแม่ฟ้าหลวง ” มีเนื้อที่ประมาณ ๑๐ ไร่ ออกแบบรูปทรง เป็นลายผ้าพื้นเมืองเหนือด้วยการปลูกไม้ดอกเมืองหนาว หลากหลายพันธุ์ เปิดให้ประชาชนเข้าชม ได้โดยเก็บค่าบำรุง 
พระบรมธาตุดอยตุง เป็นปูชนียสถานที่สำคัญที่สุดของเชียงราย ประดิษฐานอยู่บนยอดดอยตุง ในเขตกิ่งอำเภอ แม่ฟ้า หลวง มีถนนแยกจากบ้านห้วยไคร้ขึ้นไปจนถึงองค์พระบรมธาตุองค์พระธาตุบรมธาตุเจดีย์ อยู่สูงจากระดับ น้ำทะเล ประมาณ 2000 เมตร ตามตำนานมีว่า เดิมสถานที่ตั้งพระบรมธาตุดอยตุง มีชื่อว่า ดอยดินแดง อยู่บน เขาสามเส้น ของพวกลาวจก ต่อมาสมัยพระเจ้าอุชุตะราช รัชกาลที่ 3 แห่งราชวงศ์สิงหนวัต ผู้ครองนครโยนก นาคนคร เมื่อปี พ.ศ. 1452 พระมหากัสสป ได้นำพระบรมสารีริกธาตุในส่วนของพระรากขวัญเบื้องซ้าย (ไหปลาร้า) ของพระพุทธเจ้ามาถวายซึ่งตรงตามคำทำนายของพระพุทธองค์ว่าที่ดอยดินแดงแห่งนี้ ต่อไปจะเป็นที่ประดิษฐาน พระมหาสถูปบรรจุ ุพระบรมสารีริกธาตุ ในภายภาคหน้าพระเจ้าอุชุตะราช มีพระราชศรัทธา ได้เรียกหัวหน้าลาวจก มาเฝ้าพระราชทานทองคำจำนวนแสนกษาปณ์ ให้เป็นค่าที่ดินบริเวณดอยดินแดงแก่พวกลาวจก แล้วทรงสร้าง พระสถูปขึ้น โดยนำธง ตะขาบยาว 3000 วา ไปปักไว้บนดอยมื่อหางธงปลิวไปไกลเพียงใด้ ให้กำหนดเป็นฐาน พระสถูปเพียงนั้นดอย ดินแดงจึงได้ชื่อใหม่ว่า ดอยตุง (คำว่า ตุง แปลว่า ธง) เมื่อสร้างพระสถูปเสร็จก็ได้นำ พระบรมสารีริกธาตุดังกล่าวบรรจุบรรจุไว้ให้คนสักการบูชา ต่อมาสมัยพระเจ้าเม็งรายมหาราช แห่งราชวงศ์ลาวจก พระมหาวชิระโพธิเถระได้นำพระบรมสารีริกธาตุมาถวาย จำนวนองค์ พระเจ้าเม็งรายจึงโปรดเกล้า ฯ ให้สร้างพระ สถูปบรรจุพระบรมสารีริกธาตุขึ้นอีกองค์หนึ่ง เหมือนกับพระสถูปองค์เดิมทุกประการ ตั้งคู่กัน ดังปรากฏอยู่จน ถึงทุกวันนี้ ชาวเชียงรายมีประเพณีการเดิน ขึ้นดอยบูชาพระธาตุ ซึ่งจัดเป็นประจำทุกปี 
สิ่งที่น่าสนใจ : 
พระธาตุดอยตุง เป็นเจดีย์สีทองขนาดเล็กสององค์ สูงประมาณ 5 ม. บนฐานสี่เหลี่ยมย่อมุม มีซุ้มจระนำสี่ทิศ องค์ระฆังและปลียอดมีขนาดเล็ก พระธาตุดอยตุง อยู่บนดอยสูงแวดล้อมด้วยป่ารกครึ้ม เรียกว่า สวนเทพารักษ์ เชื่อกันว่า เป็นที่สถิตของเทพารักษ์และสิ่งศักดิ์สิทธิ์ 
รอยปักตุง เป็นรอยแยกบนพื้น ยาวประมาณ 1 ฟุต อยู่ด้านหน้าพระธาตุ เชื่อกันว่า เป็นรอยแยกที่ใช้ปักฐานตุง บูชาพระธาตุ เมื่อ 1,000 ปีก่อน