Espaço de grande variedade de espécies arbóreas, resultante do gosto pelo colecionismo que se fazia sentir na cidade desde meados do século XIX.
No Arboreto encontra-se um conjunto de árvores monumentais com formas e dimensões muito diferentes, entre os quais o sobreiro (Quercus suber), o cedro-do-atlas (Cedrus atlantica), a tília-de-folhas-pequenas (Tilia cordata), a araucária-de-norfolk (Araucaria heterophylla), a sequoia-gigante (Sequoiadendron giganteum) e o castanheiro-da-índia (Aesculus hippocastanum), que com 125 anos é uma das árvores mais antigas do Parque de Serralves.