Pałac otacza park krajobrazowy o powierzchni 30 ha. Pierwotnie został założony przez Lubomirskich, jako park regularny, i od tamtego czasu podążał za zmianami stylu puławskiej rezydencji. W latach 1731-1736 przybrał styl francuski. W latach 1798-1806 księżna Izabela zmieniła go w ogród romantyczny w stylu angielskim, umieszczając w nim szereg budowli ogrodowych i rzeźb. W tym stanie park przetrwał do dzisiaj.
Najciekawsza budowla znajdująca się w parku to Świątynia Sybilli (d. Świątynia Pamięci), wybudowana w latach 1798-1801 według projektu Aignera na wzór antycznej świątyni Westy w Tivoli pod Rzymem. W roku 1801 Izabela Czartoryska założyła tutaj pierwsze w Polsce muzeum, mające pobudzać patriotyzm w okupowanej Polsce.
Niedaleko Świątyni Sybilli znajduje się Dom Gotycki, wybudowany w latach 1800-09 również według projektu Aignera, otwarty z okazji pobytu w Puławach Józefa Poniatowskiego. Jest on obecnie siedzibą Muzeum Regionalnego PTTK. Obok Domku Gotyckiego stoi kopia rzeźby Tankred i Klorynda.
Domek Chiński (Altana Chińska) jest schowana wśród drzew w tzw. dolnym parku, poniżej skarpy nad samą Łachą wiślaną. Stanowi jedyną pozostałość po budowlach znajdujących się w pierwotnym ogrodzie francuskim, zostały tam zebrane najbardziej okazałe gatunki roślin trwałych – drzew, krzewów i pnączy, w sumie ponad 200 gatunków. Zbudowany został jeszcze za czasów Zofii Marii z Sieniawskich w połowie XVIII wieku, architektem był Franciszek A. Mokein. Jest to rzadki i bardzo oryginalny w skali kraju przykład architektury ogrodowej, wzorowanej na typie chińskiej pagody.
Wewnątrz Domku znajdowała się rzeźba "Tankred i Klorynda” - wykonana przez F. Lazariniego z Florencji, która wcześniej stała poniżej skarpy w prześwicie widokowym z Pałacu Czartoryskich na Kępę, a obecnie umieszczona jest obok Domku Gotyckiego.
Ciekawe jest pochodzenie nazwy Domku - było to miejsce przyjmowania gości, parzenia i picia herbaty, pijano tam „z chińskich ziół ciągnione treści”.