La flora y la vegetación actual de Arrábida constituye un patrimonio natural de valor incalculable, en la medida que en el propio territorio, se comprueba la convergencia de tres elementos de flores: el euroatlántico, el mediterráneo y el macaronésico. La vegetación de Arrábida es un ejemplo poco común de vegetación mediterranea muy antigua, que a lo largo de los tiempos, ha sido moldeada por el clima hasta llegar a nuestros días, a través de condiciones ecológicas específicas con un aspeto exuberante y sorprendente que la convierte en algo diferente de todo lo que la rodea.
La combinación de las características climáticas, geográficas y orográficas justifican la presencia de comunidades vegetales únicas a nivel mundial, ricas en historia evolutiva, que dan como resultado un paisaje vegetal excepcional y muy singular.

En Arrábida es importante mencionar los microclimas propios de las vertientes norte y sur de la zona montañosa.

La ladera el norte, más expuesta a los vientos húmedos del noroeste, es más húmeda y fresca que la vertiente meridional resguardada de los fuertes vientos fríos y expuesta a una fuerte insolación, por lo que es más seca en el período de verano, las temperaturas más elevadas y los inviernos más templados.

Existen especies como el chaparro (Quercus coccifera), el romero (Rosmarinus officinalis), el lentisco (Pistacia lentiscus), la olivilla (Phillyrea angustifolia), el labiérnago de hoja ancha (Phillyrea latifolia), el acebuche (Olea europaea sylvestris), el espino negro (Rhamnus oleoides), el torvisco (Daphne gnidium), el quejigo (Quercusfaginea), el alcornoque (Quercus suber) y el pino piñonero (Pinus pinea).

La Corriola do Espichel (Convolvulus fernandesii) y el Trovisco do Espichel (Euphorbia pedroi), que se encuentran en los acantilados entre Sesimbra e el Cabo Espichel son casos endémicos existentes en la sierra de Arrábida.

El parque natural del Arrábida sigue siendo un lugar de gran variedad en el reino animal, donde se encuentra un número considerable de especies registradas, en un total de 213 vertebrados: 8 especies de anfibios, 16 especies de reptiles, 154 especies de pájaros y 35 especies de mamíferos.

Entre los mamíferos se distingue el zorro común (Vulpes vulpes), el hurón (Mustela nivalis), el turón (Mustela putorius), la jineta (Genetta genetta), el conejo común (Oryctolaguscuniculus), el tejón común (Meles meles) el gato salvaje (Felis silvestris), la garduña (Martes foina), el meloncillo (Herpestes ichneumon) y la liebre (lepus capensis).
Las grutas, principalmente en los acantilados, tiene una fauna asociada muy particular de murciélagos: el murciélago de cueva (Miniopterus schreibersii), el murciélago mediterráneo de herradura (Rhinolophus euryale), el murciélago grande de herradura (Rhinolophus ferrumequinum) y el murciélago mediano de herradura (Rhinolophus meherlyi).

En la avifauna, entre las de rapiña diurnas existentes cabe destacar el águila de Bonelli (Hieraetus fasciatus), con la única pareja que nidifica en la costa portuguesa, el busardo ratonero (Buteo buteo), el cernícalo vulgar (Falco tinnunculus) y el halcón peregrino (Falco peregrinus). De las aves rapiña nocturnas se destaca el búho real (Bubo bubo) y la lechuza de los campanarios (Tyto alba).
La perdiz roja (Alectoris rufa), el vencejo real (Apus melba), los abejarucos comunes (Merops apiaster), el roquero solitario (Montícola solitarius), el colirrojo real (Phoenicurus ochrurus), el ruiseñor común (Luscinia megarhynchos), el petirrojo europeo (Erithacus rubecula),el chochín (Troglodytes troglodytes), el picogordo (Coccothraustes coccothraustes), la abubilla (Upupa epops), la perdiz roja (Alectoris rufa), la cogujada común (Galerida cristata), el chotacabras cuellirrojo (Caprimulgus ruficollis), el martín pescador común (Alcedo atthis), el el trepador gigante (Dendrocopus major), el carbonero común (Parus major) y el herrerillo común (Parus caeruleus), el agateador común (Certhia brachydactyla) y el cuco común (Cuculus canorus) son un ejemplo entre muchas otras especies que se pueden observar en este área protegida.

Cerca de 300 especies identificadas de lepidópteros (mariposas) y 450 coleópteros (escarabajos), se distinguen entre los insectos.

En los anfibios y los reptiles, la lagartija ibérica (Podarcis hispanicus), el eslizón ibérico (Chalcides bedriagai), la culebra de escalera (Elaphe scalaris), la culebra bastarda (Malpolon monspessulanus), la víbora hocicuda (Vipera latastei) y la culebra de herradura (Coluber hippocrepis).
Los recursos acuáticos sirven de resguardo para el galápago leproso (Mauremys leprosa) y las culebras viperinas (Natrix maura).

De entre las miles de especies de invertebrados se distingue la araña cavernícola (Anapistula ataecina), el gorgojo esmeralda rosado (Cneorhinus serranoi) y un caracol (Candidula setubalensis), siendo estas últimas dos, especies endémicas de la sierra de Arrábida.

Desde el punto de vista espeleológico, Arrábida cuenta con centenares de grutas, algunos de ellas excepcionales por su rareza, singularidad, diversidad y belleza de las formaciones rocosas que albergan.

Desde el punto de vista paleontológico, en Arrábida se encuentran numerosos yacimientos de fósiles y rastros de dinosaurio que son relevantes mundialmente desde el punto de vista científico, con la única particularidad de estar asociados al patrimonio cultural material e inmaterial de Cabo Espichel.

El primer parque marino de Portugal continental, el “Parque Marinho Professor Luiz Saldanha”, creado en 1998 e integrado en el Parque Natural de Arrábida, en homenaje al profesor Luiz Saldanha, biólogo portugués que si distinguió por el estudio de la fauna marítima del noroeste Atlántico.
Se trata de una zona con una riqueza natural única a nivel nacional y europeo, en la que se encuentran más de 1000 especies de animales y plantas marinas.
El parque cuenta con fondos diversificados, rocosos y arenaceous, con profundidades de hasta 100 metros. Con zonas resguardadas, como algunas ensenadas en la base de los macizos costeros, hasta zonas con una fuerte ondulación, como en el Espichel.
Esta zona costera, integrada en el Parque Natural de Arrábida, actualmente está protegido por diversas medidas debido a su riqueza ecológica.
En los últimos años se han registrado cerca de 1320 especies acuáticas en el Parque Marino Professor Luiz Saldanha, que hasta la fecha de hoy eran desconocidas.

Con una ocupación humana que remonta al período del Paleolítico antiguo, la región de Arrábida presenta un importante conjunto de valores patrimoniales de los que cabe destacar algunas estaciones arqueológicas como las grutas de Quinta do Anjo, la Lapa de Santa Margarida, la estación romana de Creiro y la carretera romana de Viso, así como, los innúmeros vestigios arqueológicos que datan de la Edad del Bronce y la colonización romana.

Los tres castillos – Palmela, Sesimbra y Setúbal – además de algunas fortalezas como la de Outão, la de Santa Maria, el Fuerte de São Domingos da Baralha y Albarquel, son buenos ejemplos de la arquitectura militar. Los castillos de Palmela y de Sesimbra son testigos de la ocupación árabe en la región.

En un número más grande, existen ejemplos de patrimonio religioso, tal como las iglesias, ermitas y conventos esparcidos por toda la región, de los que se destacan: los conventos de Arrábida (Nuevo y Antiguo), el santuario de Nossa Senhora do Cabo Espichel.
El convento de Arrábida es una construcción del siglo XVI, que en otros tiempos fue un monasterio franciscano.

El convento de Arrábida incluye un Convento Antiguo situado en la parte más elevada de la sierra, el Convento Nuevo, ubicado a mitad de la colina, el jardín y el santuario de Bom Jesus.
El convento fue fundado en 1542 por Frei Martinho de Santa Maria, franciscano castellano a quien D. João de Lencastre (1501-1571), primer duque de Aveiro, cedió las tierras de la ladera de la montaña. En este convento vivió Frei Agostinho da Cruz.
Además, cabe mencionar la importancia de un conjunto considerable de cruceros, picotas, fuentes y molinos tan característicos.

En los municípios de Sesimbra y Setúbal existen estructuras relacionadas con las actividades marítimas, como la fabricación de conservas de pescado, la construcción naval y otras actividades similares

En la colina sur de Palmela y en la misma localidad, así como en la zona de Azeitão y probablemente también en Sesimbra, se encuentran unos hornos de cerámica de los que provienen los resultados arqueológicos y las tipologías encontradas.
Entre las actividades económicas realizadas en el Parque Natural de Arrábida se distingue la fabricación de queso de Azeitão, el cultivo de la vid – uvas de mesa y una gran variedad de vinos y fabricación de miel, además de la cría de ganado ovino y bovino. La alta calidad de la fabricación de leche de los ovinos se debe a la composición florística de los campos del Parque Natural de Arrábida donde pastan.