Od renesansnih početaka pa do suvremenoga doba današnji prostor Arboretuma Trsteno obilježava prirodna i kulturna (antropogena) sastavnica. Prirodni dio Arboretuma prepoznajemo po prirodnoj i kultiviranoj vegetaciji, a kulturni dio po perivojima i građevinama.
U međusobnoj isprepletenosti obje sastavnice pokazuju "kako je čovjek usavršio divlju prirodu" i postigao skladan, ugodan i kulturno-povijesno vrijedan ambijent. Unatoč potresima, požarima i ratovima te nikad dovoljnoj količini novca za temeljitu obnovu i uzorno održavanje, pet stoljeća stari ladanjski sklop s obilježjima Arboretuma uspio se održati. Sadašnje i planirane aktivnosti s ciljem obnove i unaprjeđenja prilog su trajnom očuvanju i održivosti Arboretuma Trsteno.
U mjestopisnom pogledu najveći dio Arboretuma smješten je na zaravni, gdje se nalaze renesansno-barokni perivoj s ljetnikovcem i pratećim građevinama, historicistički perivoj na Drvarici, maslinik, prirodna šuma hrasta medunca (Quercus pubescens Willd.) i površine za šumske pokuse na mjestu nekadašnjega vinograda. Do mora se spušta vrlo strm, stjenovit teren. Uz istočnu granicu Arboretuma, kao i njegovim središnjim dijelom, teče potok.
Biljnogeografski, Trsteno leži na južnom području eumediteranske vegetacijske zone mediteransko-litoralnog vegetacijskog pojasa mediteranske vegetacijske regije. Na tom se području razvija mješovita šuma hrasta crnike i crnoga jasena (Fraxino orni-Quercetum ilicis Horvatić /1956/ 1958). Utvrđeno je devet biljnih zajednica veće pokrovnosti i tri fragmentarno razvijene zajednice. Zajednice pripadaju šumskoj, travnjačkoj, korovnoj i ruderalnoj vegetaciji, halofitnoj vegetaciji obalnih grebena te vegetaciji zidova i stijena. Najzastupljenija je šumska vegetacija koja je prije požara 2000. godine prekrivala oko tri četvrtine površine Arboretuma. Na zapadnome dijelu to su bile sastojine alepskoga bora i čempresa razvijene na podlozi gariga, koje se nakon požara prirodnom obnovom vraćaju na svoju ishodišnu biljnu formaciju. U istočnom dijelu Arboretuma razvijena je šumska vegetacija s lovorom kao prevladavajućom vrstom, gdje prekriva i veći dio renesansnog perivoja. Kao značajna osebujnost vegetacije Arboretuma ovdje se zapaža pojava miješanja vrsta eumediteranske i submediteranske vegetacijske zone. Jugoistočni dio Arboretuma čini vrlo strm i kamenit obronak s izrazito eumediteranskom vegetacijom gariga i fragmentima ekstrazonalne vegetacije jonsko-egejske zone, kao jedan od naših malobrojnih lokaliteta drvenaste mlječike (Euphorbia dendroides L.).
Izražena raznolikost vegetacijskoga pokrova Arboretuma ne očituje se samo prisutnošću dvanaest biljnih zajednica na samo 25,61 ha površine već i prisutnošću brojnih biljnih vrsta. Novim istraživanjima dendroflore obavljenima 2018. godine u Arboretumu je utvrđeno 317 drvenastih svojti (233 vrste, 8 podvrsta, 2 varijeteta, 10 križanaca i 64 kultivara), koje pripadaju u 179 različitih rodova iz 82 porodice. Golosjemenjača ima 19 svojti, a kritosjemenjača 298 svojti. Arboretum je značajna zbirka dendroflore s 84 drvenaste autohtone, većinom mediteranske vrste i podvrste. Od vrsta i podvrsta koje u prirodi rastu isključivo izvan europskoga kontinenta 64 su azijske vrste, 45 je američkih, 14 afričkih i 5 australskih. U Arboretumu se nalaze i vrijedne zbirke kultivara maslina, agruma, vinove loze, palmi, juka, aloja, kaktusa, bambusa i drvenastih pelargonija.
Prvo zabilježeno popisivanje biljnih svojta u Arboretumu provedeno je 1953. godine, kada je utvrđeno 226 svojti. Godine 2018. u Arboretumu je zabilježeno 317 svojti, što znači povećanje od 91 svojte. U Arboretumu se sačuvalo 148 svojti koje su tamo bile i 1953. godine.
Od velikih i starih stabala ističu se platana (Platanus orientalis L., opseg debla 565 cm, visina 36 m), čempres (Cupressus sempervirens ‘Stricta’, visina 35 m), alepski bor (Pinus halepensis Mill., visina 35 m) te američka lipa (Tilia americana L., promjer debla 110 cm, visina 35 m).
Bogatstvo biljnoga svijeta, ali i bogatstvo biocenoza, nije ovdje izvornog podrijetla nego je nastalo tijekom pet stoljeća kao rezultat usklađene „suradnje“ čovjeka i prirode. Priroda je pružila bogatstvo ekoloških činitelja, a čovjek je uložio mnogo truda, rada i znanja. Stoljećima je postupno mijenjao obilježja terena sagledavajući i poštujući prirodne zakonitosti kamena, tla i vode. Iako je čovjek uklonio prirodnu vegetaciju, a na njezinu mjestu sadio i uzgajao kultivirane vrste, radio je u skladu i u ravnoteži s ekološkim činiteljima te stvorio nove ekosustave, koje je održavao svojim radom potpomognutim prirodom.
