Vallsjöskogen är ett naturreservat beläget i kommunen Dorotea i Västerbottens län. Området förvaltas av Länsstyrelsen i Västerbottens län och skapades som naturreservat den 15 oktober 1993. Naturreservatet har en total yta på 73 hektar, varav 72 hektar utgörs av landyta och 1 hektar av vatten.
Vallsjöskogen är en helt opåverkad skog som är starkt kuperad och varierande. De högsta delarna av skogen är täckta av hällmarkstallskog, medan de lägre delarna är täckta av stora granar och örter på marken. Det finns gott om grova döda granar i området, vilket gör det till en idealisk plats för sällsynta vedsvampar som lappticka, doftskinn, sprickporing, rosenticka och rynkskinn att växa på.
Längs mindre bäckar som rinner genom Vallsjöskogen kan man även hitta skogsröret, en art som är vanlig i denna region men klassas som missgynnad i rödlistan. Sammanfattningsvis kan man säga att Vallsjöskogen är ett fantastiskt naturreservat med en rik biologisk mångfald som är väl värd ett besök.