Van Tienhoven verwierf ook internationaal naam als natuurbeschermer. In 1925 richtte hij de Nederlandsche Commissie voor Internationale Natuurbescherming op (nu: Van Tienhoven Stichting tot Internationale Natuurbescherming), een initiatief dat in het buitenland navolging kreeg. De commissie hield zich onder andere bezig met het stichten van reservaten in toenmalige Nederlands-Indië, maar ook zaken als het behoud van bedreigde diersoorten stonden op de agenda. Deze commissie stond bovendien met Natuurmonumenten aan de wieg van de Nederlandse afdeling van het Wereld Natuur Fonds. Daarnaast kwam mede op initiatief van Van Tienhoven in 1928 een internationaal informatie- en documentatiecentrum tot stand, waarvan hij bovendien voorzitter werd. In 1948 werd dit centrum als de Van Tienhoven Library onderdeel van de Union Internationale pour la Protection de la Nature (UIPN, sinds 1956 IUCN) en werd Van Tienhoven benoemd tot erelid.