Der Bau des Palastes begann 1839 um die Ruinen eines alten Hieronymitenklosters, das im sechzehnten Jahrhundert von König Manuel I. errichtet und von Ferdinand II. erworben wurde. Er enthält architektonische Referenzen manuelinischer und maurischer Einflüsse, die einen überraschenden „Tausendundeine Nacht“-Effekt hervorrufen. Um den Palast herum pflanzte der König unter Verwendung von Arten aus aller Welt den Park von Pena (85 Hektar), der heute das wichtigste Arboretum Portugals ist.
Nach seinem Besuch in Pena schrieb der Komponist Richard Strauss: „Heute ist der glücklichste Tag meines Lebens. Es ist das Schönste, was ich je gesehen habe. Das ist der wahre Garten von Klingsor – und dort oben, in der Höhe, ist die Gralsburg.“
Das von Ferdinand II. erworbene Kloster aus dem sechzehnten Jahrhundert übte eine große Faszination auf den König aus, ein Ergebnis seiner germanischen Erziehung und der romantischen Vorstellungskraft der damaligen Zeit, die von dem Hügel und der ästhetischen Aufwertung der Ruinen gefesselt war. Ursprünglich sollte das Gebäude nur restauriert werden, um als Sommerresidenz für die königliche Familie zu dienen, aber seine Begeisterung führte dazu, dass er sich entschloss, einen Palast zu bauen, um das Kloster zu erweitern.
Im Park veranlasste der Ausdruck der romantischen Ästhetik, verbunden mit der Suche nach Exotik in der ungestümen Natur, den König dazu, verschlungene Pfade anzulegen, die den Besucher zu bedeutenden Orten oder herausragenden Aussichtspunkten führen: das Hohe Kreuz, der Säulentempel, die Katharinenhöhe, die Mönchsgrotte, der Vogelbrunnen, das Tal der Königin und das Tal der Seen. Entlang dieser Wege pflanzte er mit seinem Sammlereifer Gehölzarten aus allen Kontinenten. Besonders erwähnenswert sind die Sammlungen asiatischer Kamelien, die in den 1840er Jahren von König Ferdinand II. im Park von Pena eingeführt wurden und seither das Wahrzeichen von Sintra im Winter sind und als Motiv für Bälle und Feste dienen.
Die bedeutendste Sammlung ist der vom französischen Gärtner Bonnard angelegte Kameliengarten, der neben internationalen Sorten auch portugiesische Züchtungen enthält, die als Hommage an jedes Mitglied der damaligen Königsfamilie benannt wurden. Das exotische Arboretum umrahmt Pavillons und kleine Gebäude und schafft eine Szene von unvergleichlicher natürlicher Schönheit und auch von großer historischer und kultureller Bedeutung.
Ganzjährig geöffnet, ist es möglich, dieses reiche Naturerbe auf freien oder geführten Routen zu genießen, in einem unvergesslichen Erlebnis.