Das Schloss und der Garten, welcher sich von Ost nach West 1,2 km und von Nord nach Süd rund 1 km erstreckt, bilden eine barocke Einheit. Der geometrische Bezug vom Garten zum Schloss soll, wie im Barock üblich, zum Ausdruck bringen, dass die Natur der Menschenhand unterliegt, sich also bändigen lässt. Die zentrale Nord-Süd-Achse verläuft durch die Mitte des Schlosses und bildet eine Spiegelachse für die Parkabschnitte links und rechts davon.
Auf beiden Seiten sind breite Alleen angelegt, die sich im selben Winkel von den Seitenflügeln des Schlosses wegziehen und in sternförmigen Plätzen mit kunstvollen Brunnenanlagen enden. Das Gartenparkett zwischen Schloss und Neptunbrunnen spiegelt sich ebenfalls an der Mittelachse. Hinter dem Neptunbrunnen erhebt sich der Schönbrunner Berg. Auf seinem höchsten Punkt steht die Gloriette, welche ebenfalls auf der Mittelachse und somit geometrisch abgestimmt zum Schloss steht. Zu ihr hoch führen links und rechts vom Neptunbrunnen serpentinenartig angeordnete Wege.
Der Irrgarten
Angelegt wurde der Irrgarten zwischen 1698 und 1740. Er bestand aus vier Teilen, in seiner Mitte stand ein Pavillon, von dem aus die Anlage überschaut werden konnte. Im Laufe des 19. Jahrhundert verschwand der Irrgarten. Vor wenigen Jahren wurde eine neue Anlage errichtet, die dem Original weitgehend entspricht. Sie hat eine Fläche von 1715m².
Der Neptunbrunnen
Die monumentale Brunnenanlage am Ende des Gartenparketts entstand von 1776 bis 1780 nach Plänen von Johann Ferdinand Hetzendorf von Hohenberg. Das Figurenensemble besteht aus sterzinger Marmor und ist das Werk von Wilhelm Beyer. Die Figurengruppe steht auf einer künstlichen Felslandschaft mit Grotte im Zentrum. Darüber steht Neptun mit seinem Dreizack und einem Muschelwagen, links von ihm eine Nymphe und rechts die Meeresgöttin Thetis. Am unteren Teil der Grotte versammelt sich eine Gruppe von Tritonen – Kreaturen, halb Mensch und halb Fisch – und lenken die Meerespferde, welche Neptun auf seiner Fahrt begleiten. In der damaligen Zeit war die Meeresfahrt Neptuns Inbegriff für einen Herrscher, der ein Land regiert.
Die Römische Ruine
Am Fuss des Schönbrunner Berges, abseits von der Mittelachse, steht die künstlich angelegte Römerruine von Johann Ferdinand Hetzendorf von Hohenberg. Vorbild für diese Gartenkulisse war ein Stich von Giovanni Battista Piranesi mit den Überresten des Vespasians- und Titus-Tempels. Die Ruinenanlage erweckt den Eindruck eines im Boden versinkenden antiken Gebäudes. Davor liegt ein Bassin mit einer Figurengruppe der Flussgötter Donau und Enns von Wilhelm Beyer. Ursprünglich trug die Anlage den Namen „Ruine von Karthago“.
Der Kronprinzengarten
Direkt am Ostflügel des Schlosses liegt dieser Garten als Teil der Meidlinger Kammergärten. Den Namen erhielt der Garten, nachdem im Erdgeschoss des Schlosses die Wohnräume für Kronprinz Rudolf eingerichtet worden waren. Der Garten besteht aus vier Feldern mit Rabatten, in der Mitte steht eine alte Eibe.
Der Schöne Brunnen
Die Quelle, welche der Anlage nach Entdeckung durch Kaiser Matthias den Namen gab, befindet sich in der Ecke eines Heckenganges im südöstlichen Teil des Parks zwischen Obeliskenallee und Ruinenallee in einem barocken Brunnenhaus. Es ist auf Anordnung Maria Theresias im Jahre 1771 nach einem Entwurf von Isidor Canevale errichtet worden.
Der Pavillon mit quadratischem Grundriss hat auf der Vorder- und Hinterseite je eine Bogenöffnung. In der rückseitigen befindet sich die Figur der Brunnennymphe Egeria mit Vase, durch die sich das Wasser des Schönen Brunnens in eine grosse Muschelschale ergiesst. Das Brunnenhaus ist mit Ornamenten zum Thema Wasser reich verziert. Eine Steinplatte mit einem eingelassenen gekrönten „M“ verweist auf die Entdeckung des Brunnens durch Kaiser Matthias.
Der Engelsbrunnen
Dieser Brunnen entstand vermutlich im Rahmen der Parkgestaltung im Jahre 1777 durch Wilhelm Beyer. Das Brunnenbecken ist Muschelförmig und hatte sich zuvor im Schloss Neugebäude befunden. Dieses Originalbecken ist ins Foyer des Schlosses Schönbrunn versetzt worden, nachdem der Engelsbrunnen ein neues Muschelbecken aus rosafarbendem Marmor erhalten hatte.
Der Obeliskenbrunnen
Am Ende der östlichen Diagonalallee liegt dieses im Jahre 1777 errichtete Meisterwerk von Johann Ferdinand Hetzendorf von Hohenberg. Ähnlich wie beim Neptunbrunnen liegt über dem Bassin eine Felsgrotte mit Flussgöttern, bekrönt von einem Obelisken. Über drei Becken ergiesst sich das Wasser stufenweise aus Vasen, von Flussgöttern gehalten. Die eingemeisselten Hieroglyphen des von vier Schildkröten getragenen Obelisken sollen die Geschichte des Hauses Habsburg erzählen. Da die Entzifferung der ägyptischen Hieroglyphen jedoch erst ab 1822 gelang, haben diese hier lediglich symbolische Bedeutung. In der Barockzeit war ein Obelisk Ausdruck für Standfestigkeit und Stabilität in der Herrschaft eines Fürsten.
Das Rundbassin
In der Mitte der sternförmigen Plätze, in welche die Alleen beidseitig des Gartenparketts münden, liegt jeweils ein runder Najadenbrunnen. Die Najaden sind Quell- und Wassergeister. Sie gehören zu Neptun. Beide Anlagen sind Werke von Wilhelm Beyer.
Das Taubenhaus
Die hohe rundförmige Voliere aus Drahtgitter mit kuppelförmigem Kupferdach entstand in den Jahren 1750 und 1776. Vier gemauerte Vogelnischen bieten den Vögeln Schlafplätze. Die Wege rund um das Taubenhaus bilden ein System aus radialen und ringförmigen Gängen.
Der botanische Garten
Maria Theresias Ehemann Franz I. Stephan erwarb 1753 ein verwahrlostes Stück Land bei Schönbrunn, das zur Gemeinde Hietzing gehörte. Hier liess er den so genannten Holländischen Garten anlegen. Er war geometrisch gegliedert und mit Blumen, Obst und Gemüse bestellt. Am nördlichen Ende liess der Kaiser ein grosses Gewächshaus errichten. Später wurde der Garten erweitert mit zusätzlichen Gewächshäusern und einem Arboretum mit exotischen Baumarten und Pflanzen aus aller Welt. Um 1800 umfasste der botanische Garten etwa 4000 Pflanzen aus rund 800 Gattungen. Ab 1828 wurde der Holländische Garten in eine Anlage nach englischem Vorbild umgestaltet und trug zeitweise die Bezeichnung „Hofpflanzengarten“. Der heutige botanische Garten ist öffentlich zugänglich.
Der Tiergarten
Der Hang zur Naturwissenschaft Kaiser Franz I. Stephans umfasste nicht nur die Pflanzenwelt. Auch die Fauna gehörte zu seinen Interessen. So liess er im Jahre 1751 eine Anlage mit Tiergehegen errichten. 13 radial gegliederte Tierhöfe reihten sich um einen zentralen Pavillon. Dem ein wenig tiefer gelegenen Haus des Tierwächters grenzte ein Teich an mit Wasservögeln. Der Mittelpavillon mit Glockendach diente dem Kaiserpaar gelegentlich als Frühstücksraum. Das Innere ist mit einer kostbaren Rocaillenvertäfelung, Spiegeln und Gemälden von seltenen Tieren von Michael Purgau ausgestattet. Das Deckenfresko ist das Werk von Franz Ignaz Mildorfer. Maria Theresia lies hier nach dem Tod ihres Gatten einen Gedenkraum einrichten.
Der Tierbestand wurde anfangs von Schloss Neugebäude übersiedelt und in der Folge stets erweitert durch Schenkungen und vom Kaiser angordnete Expeditionen nach Westindien. Wegen Unkenntnisse bezüglich Haltung von exotischen Spezies gingen jedoch zahlreiche Tiere ein. So geschehen auch mit der ersten Giraffe, die nach ihrer Ankunft die Hauptattraktion des Tiergartens war und eine regelrechte Modewelle auslöste. Der Schönbrunner Tiergarten gilt als ältester Zoo der Welt – einzig der Tierpark Herberstein in der Steiermark existiert insofern länger, als hier bereits rund 100 Jahre vor Gründung des Schönbrunner Zoos Damwild gehalten worden war.
Das Palmenhaus
Die Forschungsreisen und Expeditionen, welche von Kaiser Franz Joseph I. in Auftrag gegeben wurden, liessen allerlei exotische Pflanzenexemplare zur Erweiterung der botanischen Sammlung in Schönbrunn zusammenkommen. Diese wachsende Vielfalt animierte den Kaiser zum Bau eines passenden Glashauses. So entstand in den Jahren 1881/82 im einstigen Holländischen Garten nach Plänen von Franz Xaver Segenschmidt das so genannte Palmenhaus. Die Länge der Konstruktion aus Schmiedeeisen und rund 45’000 Glasscheiben misst 113 Meter, die Höhe des Mititeltraktes beträgt 28 Meter. Die Seitenpavillons sind etwas niedriger.
Das Innere ist in drei Abschnitte mit einem jeweils unterschiedlichen Klima aufgeteilt: Im Nordpavillon das polare Klima, im Mittelpavillon ein mittleres Klima und im südlichen Pavillon ein tropisches Klima. Eine Dampfwasserheizung sorgt für die entsprechenden Temperaturen und Luftverhältnisse, damit die exotischen Pflanzen gedeihen können. Im Zweiten Weltkrieg wurde das Palmenhaus von drei Bomben getroffen, zahlreiche Pflanzen gingen ein. Um 1953 konnte das Haus wiedereröffnet werden. Die imposante Eisen-Glas-Konstruktion ist im Stil des Späthistorismus erstellt. Das Schönbrunner Palmenhaus ist das grösste und letzte dieser Art in Europa.
Das Wüstenhaus
Kaiser Franz Joseph I. ordnete den Bau eines Überwinterungshauses für die empfindlichen Pflanzen aus fernen Ländern an. Um 1904 wurde das Haus aus Eisen und Glas fertiggestellt. Heute werden im Wüstenhaus die kostbarsten und seltensten Exemplare aus der Schönbrunner Sukkulentensammlung der Öffentlichkeit gezeigt. Das Publikum trifft auf eine künstlich angelegte Kakteenlandschaft mit freilaufenden Geckos und Wüstenmäusen.
Das Sternbassin
Das Sternbassin war ursprünglich das Herz des Gartenparterres, wurde jedoch im Rahmen der Neugestaltung des Parks von 1772 in die westliche Diagonalachse des Schlossgartens versetzt als Gegenstück des sich auf der anderen Seite der Achse befindlichen Rundbassins. Auch hier herrscht eine Najadengruppe über das Becken.
Die Orangerie
Bereits als Kaiserin Wilhelmine Amalie Schloss Schönbrunn bewohnte, wurde ein Orangeriegarten mit Gewächshaus angelegt, in dem die Pomeranzen überwintern konnten. Um 1754 erbaute von Nicola Pacassi das Orangeriegebäude. Mit einer Länge von rund 189 Metern ist die Schönbrunner Orangerie zusammen mit derjenigen von Versailles die grösste barocke Orangerie überhaupt. Man installierte eine Bodenheizung, um die nötige Temperatur im Inneren konstant zu halten. Neben der Überwinterung von Zitrusfrüchten diente das Orangeriegebäude einem üppigen Wintergarten und war Austragungsort kaiserlicher Festanlässe. Heute wird der hintere Teil noch immer als Orangerie genutzt, während im vorderen Teil die beliebten Schönbrunner Schlosskonzerte stattfinden.