Hoel var også opptatt av miljøvern og var medlem av Norges Naturvernforbund fra starten i 1914. I 1935 ble han valgt til leder for Naturvernforbundet og ble sittende i vervet i ti år. Naturvernforbundet hadde i denne perioden tette bånd til polarforskningen og Norges Svalbard- og Ishavs-undersøkelser som Hoel også ledet.