Le Pont d'Espagne et le Lac de Gaube (1 725 m) forment l'itinéraire emblématique de Cauterets — et l'un des sites naturels les plus photographiés des Pyrénées françaises. Depuis le Pont d'Espagne (1 496 m) — un pont de pierre sur le Gave de Marcadau au confluent des vallées de Gaube et de Marcadau, entouré de cascades spectaculaires — le sentier monte régulièrement par la forêt de hêtres et de pins à crochets jusqu'au lac (D+ 229 m, 1h aller). Le Lac de Gaube est un lac glaciaire de 24 ha à 1 725 m d'altitude — ses eaux bleu-vert reflètent le Vignemale (3 298 m) et ses glaciers dans les jours de calme absolu, créant l'image la plus iconique de la randonnée pyrénéenne. L'endroit fut un lieu de pèlerinage romantique au XIXe siècle — George Sand et Alfred de Musset y séjournèrent en 1833, Victor Hugo en parla dans ses notes de voyage, et Henry Russell (l'alpiniste irlando-béarnais qui réalisa 33 ascensions du Vignemale et y fit creuser des grottes-refuges dans le glacier) établit le Lac de Gaube comme base de ses expéditions au Vignemale. La télécabine du Gaube (départ depuis le Pont d'Espagne) permet de monter directement au lac en 10 minutes — option pour les familles avec très jeunes enfants ou les personnes à mobilité réduite. Les isards descendent régulièrement jusqu'aux bords du lac en début et fin de journée. La berge nord du lac offre la vue frontale sur le Vignemale — le glacier d'Ossoue visible sur le flanc sud-est du sommet.

Le Vignemale (3 298 m) est le plus haut sommet entièrement français des Pyrénées — il culmine à 3 298 m et domine la vallée de Cauterets depuis sa paroi nord de 1 000 m de hauteur verticale. C'est la montagne des records pyrénéens : Henry Russell (1834-1909), l'alpiniste franco-irlandais et "amant du Vignemale", l'a gravi 33 fois entre 1861 et 1904, a obtenu la concession perpétuelle du glacier (pour 99 ans, accordée par la Préfecture des Hautes-Pyrénées en 1889 — la seule concession de sommet montagneux dans l'histoire de France) et y a fait creuser 7 grottes-refuges dans le glacier, dont la célèbre Villa Russell (2 987 m). Le Vignemale est accessible depuis le Refuge des Oulettes de Gaube (CAF, 2 151 m) — un refuge en position spectaculaire sous la paroi nord du Vignemale, accessible depuis le Lac de Gaube en 2h. Depuis le refuge, la voie normale passe par le Glacier d'Ossoue (côté sud, accessible depuis le Col des Mulets ou le Refuge de Baysselance côté Ossau) — un glacier de haute altitude en recul marqué mais encore praticable en juillet. L'ascension du Vignemale est de l'alpinisme glaciaire — piolet, crampons et corde obligatoires, encordement indispensable sur le glacier. Ce n'est pas une randonnée pédestre. Un guide de haute montagne est fortement recommandé pour les non-initiés au glacier. La voie d'arête nord (Arête de Gaube) est réservée aux alpinistes expérimentés (IV-V en escalade).

La Vallée de Marcadau est le joyau caché de Cauterets — une vallée en U glaciaire qui remonte depuis le Pont d'Espagne vers la frontière espagnole (Ports du Marcadau, 2 520 m) à travers un paysage d'alpages, de lacs et de crêtes de granite qui constitue l'un des meilleurs sites d'observation des isards des Pyrénées françaises. La vallée est profondément dans le Parc National — aucune route, aucune infrastructure après le Pont d'Espagne, seulement le sentier balisé et les troupeaux d'isards. Le Refuge Wallon (CAF, 1 866 m) — situé au cœur de la vallée à 2h du Pont d'Espagne — est un des refuges les plus appréciés du Parc National des Pyrénées : 100 places, gardé de mi-juin à fin septembre, cuisine pyrénéenne. Depuis le refuge, les sentiers se dispersent vers les Lacs de Cambalès (2 094 m), les Lacs d'Arratille (2 247 m) et les cols frontières avec l'Espagne. Les isards sont présents en grand nombre dans toute la haute vallée — des troupeaux de 30 à 60 individus (femelles, jeunes et quelques vieux mâles solitaires) paissent sur les alpages au-dessus du refuge. En juillet, les rhododendrons ferrugineux en fleurs (rose intense) tapissent les versants entre 1 600 m et 2 000 m — un des plus beaux spectacles floraux des Pyrénées. La marmotte est facilement observable dans les alpages entre le Refuge Wallon et les lacs. Le Marcadau est également un site de passage de l'ours brun — des traces fraîches ont été trouvées régulièrement par les gardiens du refuge ces dernières années.

Les Cascades du Lutour et le Vallon du Clot constituent la randonnée forestière de référence de Cauterets — un itinéraire dans la forêt de hêtres et de sapins la plus dense de la vallée, longeant le torrent du Lutour qui dévale du cirque supérieur en une succession de cascades et de vasques de granite. La randonnée part directement depuis Cauterets (930 m) — sans voiture nécessaire — et monte progressivement dans la forêt vers le Vallon du Clot, une des vallées secondaires de l'arrière-pays de Cauterets. La forêt de Cauterets est remarquable : les hêtres atteignent 25-30 m de hauteur dans les zones les moins perturbées, les sapins sont d'une densité quasi-nordique, et la végétation au sol (fougères, mousses, orchidées sauvages en sous-bois) révèle une humidité et une fraîcheur particulières — la vallée de Cauterets reçoit des précipitations importantes (influence atlantique), ce qui explique cette végétation luxuriante. En juin-juillet, les rhododendrons ferrugineux fleurissent en massifs rose intense sur les lisières forestières et les versants ouverts au-dessus de 1 400 m — un spectacle que seules les vallées pyrénéennes les plus humides offrent. Le Gave du Lutour est pêché par les habitants de Cauterets depuis des générations — ses truites fario sont abondantes dans les vasques de granite. Les isards descendent parfois jusqu'à la lisière de la forêt tôt le matin — observable depuis les clairières à l'aube.

Le Cirque du Lys est le cirque glaciaire qui domine Cauterets par le sud-est — le domaine skiable de Cauterets en hiver (ski de piste), un cirque de haute montagne pyrénéenne remarquable en été pour ses paysages et son lac glaciaire. Le Lac d'Ilhéou (1 984 m) est le lac de ce cirque — un lac glaciaire en terrain de granite et de schiste, aux eaux profondes et sombres (la couleur de l'eau est fonction de la profondeur et de la minéralogie du fond — ici un gris-bleu profond), entouré de pelouses alpines et de dalles de granite. Moins connu et moins fréquenté que le Lac de Gaube, le Lac d'Ilhéou est le lac des initiés de Cauterets — celui qui nécessite un vrai effort (D+ 1 054 m depuis le village) pour se mériter. La randonnée depuis Cauterets vers le Cirque du Lys emprunte partiellement le GR10 (Grande Traversée des Pyrénées) en direction de Gavarnie — ce tronçon du GR10 est un des plus beaux passages de la haute route pyrénéenne entre Cauterets et Luz-Saint-Sauveur. Depuis les crêtes du cirque (2 200 m), la vue est ouverte sur la chaîne du Vignemale au nord et sur le massif du Pic du Midi de Bigorre (2 877 m, avec l'observatoire) à l'est. Les isards fréquentent massivement les crêtes du cirque — c'est un des secteurs où les grands troupeaux (50-80 individus) sont les plus réguliers en été. En hiver (décembre-avril), le Cirque du Lys est le domaine skiable de Cauterets — une des stations pyrénéennes les mieux enneigées du versant nord (orientation plein nord, enneigement de longue durée).

Le Refuge des Oulettes de Gaube (CAF, 2 151 m) est le refuge le mieux positionné du secteur de Cauterets — et un des refuges les plus spectaculaires des Pyrénées françaises. Posé à 2 151 m sur un replat de moraines glaciaires, face à face avec la paroi nord du Vignemale (1 000 m de granite vertical), il offre le panorama le plus brutal et le plus direct sur le plus haut sommet français des Pyrénées. La randonnée depuis le Pont d'Espagne (par le Lac de Gaube et la Haute Vallée de Gaube) est une montée régulière et bien balisée — D+ 655 m, 6 km depuis le Pont d'Espagne (ou D+ 426 m depuis le Lac de Gaube). Le refuge est la base de départ de toutes les voies d'ascension du Vignemale côté nord (Arête de Gaube, Face Nord, Couloir du Milieu — voies réservées aux alpinistes expérimentés) et sert de camp avancé pour l'ascension par le Glacier d'Ossoue (côté sud, via le Col des Mulets). Le soir au refuge, assis sur la terrasse face à la paroi nord du Vignemale qui s'embrase au coucher du soleil, est une des expériences les plus marquantes que la randonnée pyrénéenne puisse offrir. Les isards fréquentent les moraines autour du refuge au lever et au coucher du soleil. Le gypaète barbu et l'aigle royal sont régulièrement observés depuis la terrasse du refuge en vol au-dessus de la paroi.