A atual flora e vegetação da Arrábida constituem um património natural de valor imensurável na medida em que, no mesmo território, se verifica a convergência de três elementos florísticos: o euro-atlântico, o mediterrânico e o macaronésico. A vegetação da Arrábida constitui, assim, um exemplo raro de vegetação mediterrânica muito antiga, que, através dos tempos, foi sendo moldada pelo clima chegando aos nossos dias, através de condições ecológicas específicas, com um aspeto exuberante e surpreendente que a torna diferente de tudo o que a rodeia.
A conjugação das características climáticas, geográficas e orográficas, justificam a presença de comunidades vegetais únicas a nível mundial, ricas em história evolutiva, que resultam numa paisagem vegetal excecional de elevada singularidade.

Na Arrábida é importante referir os microclimas, próprios das vertentes norte e sul da área montanhosa.
A encosta a norte, mais exposta aos ventos húmidos do noroeste, é mais húmida e fresca que a vertente meridional, abrigada dos fortes ventos frios e exposta a uma forte insolação, o que lhe dá mais secura no período estival, temperatura elevada, assim como invernos temperados.

Existem aqui espécies como o carrasco(Quercus coccifera), o alecrim(Rosmarinus officinalis), a aroeira(Pistacia lentiscus), o lentisco-bastardo(Phillyrea angustifolia), o aderno(Phillyrea latifolia), o zambujeiro(Olea europaea sylvestris), o espinheiro-preto(Rhamnus oleoides), o trovisco(Daphne gnidium), o carvalho-português(Quercus faginea), o sobreiro(Quercus suber) e o pinheiro-manso(Pinus pinea).
A Corriola do Espichel(Convolvulus fernandesii) e o Trovisco do Espichel(Euphorbia pedroi), que se encontram nas falésias entre Sesimbra e o Cabo Espichel são os casos endémicos existentes na Serra da Arrábida.

O Parque Natural da Arrábida é ainda um local de grande variedade no reino animal, onde se encontra registado um número considerável de espécies, num total de 213 de vertebrados: 8 espécies de anfíbios, 16 espécies de répteis, 154 espécies de aves e 35 espécies de mamíferos.

Entre os mamíferos destacam-se a raposa(Vulpes vulpes), a doninha(Mustela nivalis), o toirão(Mustela putorius), o geneto(Genetta genetta), o coelho-bravo(Oryctolagus cuniculus), o texugo(Meles meles) o gato-bravo(Felis silvestris), a fuinha(Martes foina), o saca-rabos(Herpestes ichneumon) e a lebre(lepus capensis).
As grutas, principalmente nas arribas têm associada uma fauna muito particular de morcegos: morcego-de-peluche(Miniopterus schreibersii), morcego-de-ferradura-mediterrânico(Rhinolophus euryale), morcego-de-ferradura-grande(Rhinolophus ferrumequinum) e morcego-de-ferradura-mourisco(Rhinolophus meherlyi).

Na avifauna, entre as rapinas diurnas existentes salientam-se a águia de Bonelli(Hieraetus fasciatus), com o único casal a nidificar na costa portuguesa, a águia de asa redonda(Buteo buteo), o peneireiro(Falco tinnunculus) e o falcão-peregrino(Falco peregrinus). Das aves de rapina noturnas salientam-se o bufo real(Bubo bubo) e a coruja das torres(Tyto alba).
A perdiz(Alectoris rufa), o andorinhão real(Apus melba), os abelharucos(Merops apiaster), o melro-azul(ontícola solitarius), o rabirruivo-preto(Phoenicurus ochrurus), o rouxinol(Luscinia mergarhynchos), o pisco-de-peito-ruivo(Erithacus rubecula), a carriça(Troglodytes troglodytes), o bico-grossudo(Coccothraustes coccothraustes), a poupa(Upupa epops), a perdiz-comum(Alectoris rufa), a cotovia-de-poupa(Galerida cristata), o noitibó-de-nuca-vermelha(Caprimulgus ruficollis), o guarda-rios(Alcedo atthis), o pica-pau-malhado-grande(Dendrocopus major), o chapim-real(Parus major) e o chapim-azul(Parus caeruleus), a trepadeira-comum(Certhia brachydactila) e o cuco-canoro(Cuculus canorus) são, entre muitas outras, espécies que se podem observar nesta área protegida.

Cerca de 300 espécies identificadas de lepidópteros (borboletas) e 450 de coleópteros (besouros), destacam-se entre os insectos.

Nos anfíbios e répteis, a lagartixa(Podarcis hispânica), a cobra-de-pernas-pentadáctila(Chalcides bedriagai), a cobra-de-escada(Elaphe scalaris), a cobra-rateira(Malpolon monspessulanus), a víbora-cornuda(Vipera latastei) e a cobra-de-ferradura(Coluber hippocrepis).
Os recursos aquáticos proporcionam abrigo ao cágado(Mauremys leprosa) e a cobras-de-água(Natrix maura).

De entre as milhares de espécies de invertebrados destacam-se a aranha cavernícola do Frade(Anapistula ataecina), o gorgulho esmeralda – rosado(Cneorhinus serranoi) e um caracol(Candidula setubalensis), sendo que as duas últimas são espécies endémicos da Serra da Arrábida.

Do ponto de vista espeleológico, a Arrábida contém centenas de grutas, algumas delas excecionais pela raridade, singularidade, diversidade e beleza das formações rochosas que albergam.

Do ponto de vista paleontológico, na Arrábida existem diversas jazidas fósseis e pistas de dinossáurio mundialmente relevantes do ponto de vista científico, com a particularidade única de estarem associadas ao património cultural material e imaterial do Cabo Espichel.

É criado, em 1998, o primeiro parque marinho de Portugal continental, o “Parque Marinho Professor Luiz Saldanha”, integrado no Parque Natural da Arrábida, em homenagem ao Professor Luiz Saldanha, biólogo português que se distinguiu no estudo da fauna marinha do Atlântico Nordeste.
É uma área com uma riqueza natural única a nível nacional e europeu, onde se encontram mais de 1000 espécies de animais e plantas marinhas.
O Parque apresenta fundos diversificados, rochosos e arenosos, com profundidades até aos 100 metros. Com zonas abrigadas, como várias enseadas na base das escarpas costeiras, até zonas de forte ondulação, como no Espichel.
Esta zona costeira, integrada no Parque Natural da Arrábida, está hoje sob diversas medidas de protecção devido à sua riqueza ecológica.
Nos últimos anos foram já registadas cerca de 1320 espécies aquáticas, no Parque Marinho Professor Luiz Saldanha, desconhecidas até à data.

Com uma ocupação humana que remonta ao Paleolítico antigo, a região da Arrábida apresenta um importante conjunto de valores patrimoniais onde se destacam algumas estações arqueológicas como as grutas da Quinta do Anjo, a Lapa de Santa Margarida, a estação romana do Creiro e a estrada romana do Viso, bem como, inúmeros vestígios arqueológicos datados da Idade do Bronze e da colonização romana.

Os três castelos – Palmela, Sesimbra e Setúbal – e ainda algumas fortalezas como a do Outão, a de Santa Maria, o Forte de São Domingos da Baralha e Albarquel, são bons exemplos de arquitetura militar. Os castelos de Palmela e de Sesimbra são testemunhos da ocupação árabe na região.

Em maior número surgem os exemplos de património religioso, tais como igrejas, ermidas e conventos, disseminados um pouco por toda a região, merecendo destaque: os conventos da Arrábida (Novo e Velho), o Santuário de Nossa Senhora do Cabo Espichel.
O Convento da Arrábida é uma construção do século XVI, tendo sido outrora um mosteiro franciscano.

O Convento da Arrábida abrange o Convento Velho, situado na parte mais elevada da serra, o Convento Novo, localizado a meia encosta, o Jardim e o Santuário do Bom Jesus.
O convento foi fundado em 1542 por Frei Martinho de Santa Maria, franciscano castelhano a quem D. João de Lencastre (1501-1571), primeiro duque de Aveiro, cedeu as terras da encosta da serra. Neste Convento, viveu ainda, Frei Agostinho da Cruz.
É ainda de mencionar a importância de um assinalável conjunto de vários cruzeiros e pelourinhos, chafarizes e os tão característicos moinhos.

As estruturas ligadas às atividades marítimas, nomeadamente através do fabrico de conservas de peixe, construção naval e afins, existem nos concelhos de Sesimbra e Setúbal.
Na encosta sul de Palmela e na própria vila, assim como na zona de Azeitão e provavelmente em Sesimbra, existem fornos de cerâmica de que são prova os achados arqueológicos e tipologias encontradas.
Entre as atividades económicas realizadas no Parque Natural da Arrábida destaca-se o fabrico de queijo de Azeitão, a cultura da vinha – uvas de mesa e grande variedade de vinhos e a produção de mel às quais se deve acrescentar a criação de gado ovino e bovino. É a composição florística das pastagens do Parque Natural da Arrábida que confere elevada qualidade à produção leiteira dos ovinos que nelas pastam.