Le jardin de Diane était jusqu'à Louis Philippe, un espace entièrement fermé par une orangerie construite par Henri IV en brique et en pierre, comme le bâtiment subsistant qui abrite au rez-de-chaussée la galerie des cerfs et à l'étage la galerie de Diane. Au centre du jardin, on peut découvrir la Fontaine de Diane (1602), surmontée de la statue de la déesse de la chasse et entourée de quatre chiens de bronze revenus du Louvre où ils avaient été installés. On y trouve également le Danseur de Saltarelle de Justin Chrysostome Sanson, célèbre sculpteur natif de Nemours.

Anciennement jardin des Pins, ce jardin redessiné dans le goût anglais au XIX e siècle, qui a pris son tracé général sous Napoléon 1er, est traversé par une rivière artificielle. Vers le fond un bassin marque l'emplacement de la légendaire « Fontaine-Belle-Eau ».

Conçu par Le Nôtre, c'est un jardin à la française qui a malheureusement perdu son décor de broderie de buis. Deux perspectives s'ouvrent sur le paysage : l'une vers la forêt où un épanouissement de la terrasse reçoit le bassin du Tibre; l'autre vers le canal, au-dessus du bassin des cascades.Au-delà et en contrebas s'étend le grand parc qui se termine dans la forêt.

D’une superficie de 84 ha avec des allées rectilignes, le Grand Parc est représenté par des carrefours en étoile et Le Gand Canal, d’environ 1200 m de long, construit sous Henri IV, reste un point d'eau prisé des pêcheurs et des promeneurs du dimanche en famille.