Park obejmuje zbocze skarpy warszawskiej oraz teren poniżej Pałacu Kazimierzowskiego i Kampusu Uniwersytetu Warszawskiego ograniczony ulicami Oboźną, Browarną i Karową. Powierzchnia parku wynosi 4,29 ha [22]. Wzdłuż górnej krawędzi przy ogrodzeniu Uniwersytetu i dalej na tyłach kościoła ss. Wizytek biegnie alejka, z której roztacza się widok na właściwy park leżący poniżej. W sąsiedztwie ulicy Karowej ścieżka otacza dolinkę wcinającą się głębiej w skarpę. Sama stroma skarpa porośnięta jest drzewostanem liściastym. Wzdłuż ulicy Browarnej dominują alejki biegnące równolegle - jedna u podnóża skarpy, druga od strony ul. Browarnej z ukośnie położonymi łącznikami. Układ drzew jest swobodny. Pozostawione są duże powierzchnie trawników. Od narożnika przy zdroju od strony ul. Oboźnej biegnie ukośnie do skrzyżowania ulic Browarnej i Lipowej szeroka alejka. Ponieważ łączy Kampus UW z Biblioteką Uniwersytecką, panuje na niej intensywny ruch.

Skarpa ma w parku duże nachylenie, sięgające 31 stopni. Jest zbudowana głównie z glin zwałowych. Wcina się w nią wąwóz długości 60 m, podchodząc aż pod budynki klasztoru sióstr Wizytek. Niegdyś istniały w nim liczne wysięki, które powodowały osuwiska, tworzące obecnie dolną część skarpy. Wody źródeł prawdopodobnie związane są z piaskami leżącymi nad gliną i należącymi do poziomu zlodowacenia Warty. Poniżej Pałacu Kazimierzowskiego istnieją dwa źródła, z których woda była za czasów Władysława IV poprowadzona na skarpę do wieży wodnej, pałacu, wozowni królewskich i fontanny [25].

U podnóża skarpy w północnej części znajdują się dwa betonowe baseniki zbierające wodę wysączającą się ze skarpy. W ich sąsiedztwie grunt jest grząski. U podnóża można zaobserwować też stożki napływowe, wynikające z procesów stokowych.

W drzewostanie dominują lipy i klony. [9] Istnieją też dęby oraz stosunkowo młody, ale wyróżniający się miłorząb japoński (ginkgo biloba). Wzdłuż głównych alejek i w okolicach stawu znajdują się obsadzenia z okazałych, przycinanych cisów.

Przez Park przebiega ścieżka ks. Bronka Bozowskiego (1908-1987), który przez ostanie lata życia zamieszkiwał w pobliskiej oficynie przy kościele ss. Wizytek. Ksiądz zyskał sobie przydomek „biedaczyny z Warszawy” ze względu na ascetyczny tryb życia. Odprawiał między innymi msze w języku francuskim dla korpusu dyplomatycznego. Sympatię zyskał prowadząc ewangelizację wśród osób wszystkich grup społecznych, niezamożnych, żyjących na pograniczu prawa oraz wśród środowisk twórczych [1][28].

Charakterystycznym elementem parku jest zabytkowy, obudowany w 1837 roku klasycystyczny zdrój w miejscu dawnego źródła skarpowego [20], wykonany według projektu Edwarda de Klopmanna. Obecnie zasilany jest wodą z wodociągów miejskich [26]. Dawniej było to źródło wody dla mieszkańców [20], zwane Kazimierzowskim lub „przy spadku Góry Dynasowej”, położone 97,0 m n.p.m. (najwyżej położone źródło w Warszawie [25]). Stanowiło pozostałość płynącego jeszcze wcześniej strumienia. Początkowo źródło znajdowało się kilka metrów wyżej, na podwórku uniwersyteckim, naprzeciwko dzisiejszego gmachu humanistyki. Na planie z poł. XVIII w. od źródła płynie strumyk, który tworzy młakę, ciągnącą się pasem poniżej skarpy. „Kurier Warszawski” podawał w 1837 roku: ”wypływająca woda była czysta, zimna i przyjemny stan mająca”. Ogólna mineralizacja w 1975 r. wyniosła 1477 mg/l., co powoduje, że źródło tryskało wodą mineralną, należącą do typu SO4-Cl-HCO3-Ca [25].

Pomnik Tajnej Organizacji Nauczycielskiej położony jest w centralnej części Parku. Znajduje się na nim napis „W hołdzie polskim nauczycielom organizatorom i uczestnikom tajnego nauczania w latach 1939-1945”. Wystawiony został przez Związek Nauczycielstwa Polskiego w listopadzie 2000 roku [13]. Bryła pomnika ma kształt otwartej księgi o wysokości ok. 3 metrów. W lewej karcie wykuto kwadratowy otwór, który symbolizuje okno, gdyż w trakcie wojny odpowiednie ustawienie firanki czy kwiatka było sygnałem dla uczniów, że jest bezpiecznie i można przyjść na lekcje. W "oknie" znajduje się znak Polski Walczącej wykonany z czarnego granitu. Pomysłodawcą pomnika był Jerzy Szczurowski, a autorką Antonina Wysocka-Jonczak. Pomnik został sfinansowany głównie ze składek nauczycielskich [6].

W narożniku w pobliżu skrzyżowania ulic Browarnej i Oboźnej znajduje się staw. Obok niego w lipcu 2011 roku umieszczono grę plenerową "Segment czyli PRL dla początkujących". Na tablicach objaśniających grę widnieją nazwy inicjatorów i instytucji wspierających powstanie obiektu: Domu Spotkań z Historią, Fundacji Centrum Solidarności i Muzeum Historii Polski. Gra składa się z dwóch skrzyżowanych kwadratów (10x10 m), a jej zasady nawiązują do gier typu "Chińczyk" i "Monopol". Krzyżujące się kwadraty symbolizują dwie rzeczywistości: oficjalną PRL-owską oraz nieoficjalną, podziemną. Poruszając się na podstawie rzutu kostki uczestnicy gry realizują zaznaczone w scenariuszu polecenia mówiące o absurdach życia w okresie PRL-u. Mają zatańczyć twista, przekazać informację o organizacji wiecu, przenieść konspiracyjne ulotki, uciekać przed milicją, a także odpowiadać na pytania dotyczące Sierpnia 80 i "Solidarności" [27].

Za panowania Władysława IV teren parku wchodził w skład jego letniej rezydencji Villa Regia. Powstała ona w latach 1636-1641 w miejscu wcześniejszej letniej willi ciotki Władysława, Anny Wazówny [26]. Rezydencję tworzył barokowy pałac na skarpie, położony poniżej ogród oraz zwierzyniec. Ogród otaczał pałac z dwu stron. Od wschodniej strony rozciągał się ogród dolny schodzący tarasowo ku Wiśle. W jego dzikich partiach trzymano sarny i jelenie, zaś u stóp skarpy znajdował się spory staw, po którym pływały łabędzie i dzikie gęsi [23]. Ogród zdobiły rzeźby, fontanny, altany i groty. Kres świetności spowodował najazd szwedzki w 1656 roku. Następca Władysława IV, Jan Kazimierz, odbudował pałac w 1660 roku (od jego imienia rezydencja przyjęła nazwę Pałacu Kazimierzowskiego i stąd wywodzi się obecna nazwa parku). Ogród odnowiono dopiero w latach 1728-1731, jednak po przejęciu go przez Szkołę Rycerską w 1765 roku pozostawał niezagospodarowany [12]. Zaczęto go wykorzystywać między innymi do wypasu bydła [8][9].

W tym miejscu królowa Maria Ludwika założyła pierwszy ogród botaniczny w Polsce. W księdze z 1653 roku (Viridaria varia regia et academica publica) można przeczytać, że było w nim 740 gatunków roślin [10].

Około 1750 roku została wytyczona ul. Gęsta, przebiegająca wzdłuż koryta skanalizowanego wcześniej strumienia (istniejącego do dzisiaj). Pierwszą jej zabudowę stanowiło pięć drewnianych domów [29].

8 kwietnia 1811 roku został tu otwarty ogród botaniczny dla studentów. Był on niewielki, znajdowała się w nim szklarnia, a kolekcja liczyła początkowo ok. 500 gatunków. "Dzięki zakupom nasion i roślin za granicą i apelowi podpisanemu przez ministra Stanisława Kostkę Potockiego do właścicieli parków o nadsyłanie rzadkich roślin powstała w krótkim czasie kolekcja obejmująca przeszło trzy tysiące gatunków" [24]. Ogród powstał na potrzeby wydziału akademicko-lekarskiego Szkoły Lekarskiej, powstałej 2 lata wcześniej z inicjatywy Stanisława Kostki Potockiego i Stanisława Staszica. W 1818 roku ogród botaniczny został przeniesiony w Aleje Ujazdowskie, a w tym miejscu powstał park [9][7]. Aż do lat 70-tych XX wieku istniały tu pozostałości w postaci ogrodu farmakognostycznego, czyli roślin leczniczych [24].

W latach 1817-1827, pokoje w lewej oficynie Pałacu Kazimierzowskiego zajmowała rodzina Chopinów. Fryderyk pisał w liście do Jasia Białobłockiego, że posiada klucz do ogrodu, który jest jego ulubionym miejscem zabaw. W późniejszych latach, gdy był już uczniem Liceum Warszawskiego, często po "Botanice" spacerował lub oddawał się lekturze [2][3].

Druga połowa XIX w. to kolejny upadek tego miejsca, wiążący się z zapaścią okresu zaborów. W początkach lat dwudziestych XIX wieku znajdująca się na północy ulica Gęsta posiadała wyłącznie drewnianą zabudowę składającą się z kilku domów, dworków, składów skór oraz młyna (nr #16) znajdującego się u podnóża skarpy. Później pod numerem 16 istniał "interes białoskórniczy" – garbarnia rodziny Bauerfiendów. W 1854 roku były tu dwa drewniane domy, około roku 1870 Bauerfeindowie wznieśli na tej posesji piętrową, jedenastoosiową kamienicę, a około 1880 roku na tej samej parceli, w części zachodniej dwie kolejne, niemal całkowicie pozbawione wystroju kamienice, pięcio- i dziesięcioosiową. Kolejna garbarnia, należąca do rodziny Langów, znajdowała się pod #18 już na zboczu skarpy [29].

Od strony ulicy Browarnej teren był częściowo zabudowany kamienicami w południowo-zachodniej części (Browarna #1,#3,#5) oraz na północy, wzdłuż granicy Parku Kazimierzowskiego (Gęsta #14,#16,#18), o czym świadczą zdjęcia z tego okresu.

Wg relacji Janusza Paszyńskiego ps. "Machnicki", do samej skarpy dochodziły stragany i budki, a miejsce stanowiło rodzaj bazaru. Ulicą Oboźną przeprowadzano ataki w kierunku Uniwersytetu Warszawskiego. Utrudniało je nachylenie skarpy oraz zamontowane przez Niemców zasieki z drutu kolczastego [16].

Teren wzdłuż ulicy Browarnej był zaścielony gruzami zniszczonych zabudowań [15]. W roku 1944 spłonęła cała zabudowa ul. Gęstej, jej ostatnie relikty dotrwały na skarpie do lat 50-tych XX wieku [29].

Teren Parku uporządkowano i nadano mu obecny kształt około 1960 roku. Budowa rozpoczęła się wraz z sąsiednimi osiedlami mieszkaniowymi, począwszy od ulicy Furmańskiej przez Karową aż do Oboźnej (1962-1965) [28]. Powstał wtedy basen wyłożony białym kamieniem w pobliżu skrzyżowania Browarnej i Oboźnej [17]. Schody granitowe przy ul. Karowej zaprojektowali Krystyna Grzybowska i Janusz Zagrodzki. Na poziomie średnim stanęła kamienna ławka koło głogu [5].

Na terenie Parku, w bezpośrednim sąsiedztwie ślimaka ul. Karowej, urządzony został obszerny, ogrodzony plac zabaw dla dzieci z piaskownicą, huśtawkami, stolikami do zabaw z wodą i piaskiem. Wyposażony jest w panele gimnastyczne, ścianki wspinaczkowe, tunele, mostki siatkowe, domek - wigwam, zjeżdżalnię, huśtawki, liczne bujaki sprężynowe [21].

W 2007 r. Zarząd Terenów Publicznych w Warszawie rozstrzygnął konkurs na zagospodarowanie Parku Kazimierzowskiego. Konkurs wygrał projekt zespołu w podstawowym składzie: Rafał Mroczkowski, Przemysław Wolski, Grzegorz Chodkowski [4][11]. Projekt przewiduje między innymi uwypuklenie linii kompozycyjnej i dominanty w postaci Pałacu Kazimierzowskiego poprzez wycięcie drzew, co zostało skrytykowane w prasie.