800多年前，在北京海淀区一带有泉水自地涌出，冬夏不竭。其间有不少封建士大夫追求隐逸的"养尊林泉"、"钓鱼河曲"等名胜，曾为金中都有名的游览胜地。
《明一统志》记载：玉渊潭在府西，元时郡人丁氏故池，柳堤环抱，景气萧爽，沙禽水鸟多翔集其间，为游赏佳丽之所。
由于这里地势低洼，西山一带山水汇积于此。1773年，浚治成湖，以受香山新开引河上水，又在下口建闸，俾资蓄泄湖水，合引河水由三里河达阜成门之护城河，东部建有行宫。
玉渊潭不仅是景色宜人，环境清幽，树木茂密，为西郊盛暑纳凉的场所，而且还在北京的水利方面起着引水、调洪的作用。
玉渊潭主要由西面的樱花园、东面的留春园、南面的中山岛、北面的引水湖景区、东南的远香园等组成。这里水阔山长，得天独厚的环境，成就了山上杨槐林立、水岸垂柳依依、湖边水草茂盛的自然野趣风格。
玉渊潭的西北部，有一山脉贯穿东西，园路蜿蜒四通，水岸翠绿拥绕的园林，就是以樱花为特色的园中园，总面积25公顷。
园内植被繁茂，成林的水杉，成径的竹溪，片片粉红的樱花，朴素和谐的建筑造型与不同植物的季相，使园内各个季节自有不同的风貌。
园内的"樱棠春晓"、"樱洲秋水"、"柳桥映月"和"云溪深处"等把园内的一草一木当成主人，每到春天，到处充满了欣欣向荣的繁华。
尤其是在雨中处处湿润而朦胧的时候，才能感受画中游的清新诗意。在炎热的傍晚漫步柳堤，夕阳与蝉鸣最能让人体味凉爽的珍贵。冬天则更容易体会清冷幽深。
留春园位于玉渊潭东部，占地面积16300平方米。它以中心开阔的草坪，环绕的亭廊和高大树木，以及遍植的四季可赏的花木为主，是座园中园。留春园建筑规整，有序安排了廊、亭、厅、架，并利用若隐若现的手法收春于园内，十分难得。
南入口处的壁画，画面由高温烧制的异彩瓷片拼对粘贴而成，色彩明亮，由东门而入，两行海棠树似叠架的花廊，步行其下别有韵味。坐落在对景上的"留春姑娘"雕塑格外夺目，她是坐在水中山石之上一少女，横笛引雁，给人以留春之意、恋春之美。
右行有藤萝架引导入敞厅，厅后竹影映墙，四周花池陪衬。四角亭位于西南隅，是留春园内登高览胜的制高点，在这里，可以把留春园的春色尽收眼底。
中山岛位于园的西南隅，长800米，宽约80米，是一道高低起伏、宽窄不一的狭长的山坡地。它是历史上几次开挖河湖工程的弃土堆积而成的一道屏障，横亘在玉渊潭湖和八一湖之间，被称为中山岛。临中堤的小山为园内的制高点，有一古重檐亭。
引水湖在湖的东北部，有一幽静湖区，原来为林木囤养区，植被繁茂。北部地形舒缓开阔，以雪松，银杏和挺拔的白杨等乔木为主，散布于开阔的草坪，沿环湖路北配以海棠等春花灌木带，春季成片的海棠，是文人墨客所钟爱的景致。
远香园位于园区的东南部中心，留春园的西侧，原名取自咏荷"香远逸清"，后几经调整，建筑成型，改名为远香园。
除建筑等硬质景观外，远香园的绿地景观也是别具风貌。中心庭院区域所种植的樱花、玉兰、牡丹、丁香和太平花等乔灌植物，使得这里春花烂漫、芳香四溢。
大道以南种有大量的樱花和几棵垂樱，其西侧还有林木茂密的山林坡地，种有紫叶李、白蜡金丝柳等彩叶树种，季相丰富，引人入胜。
在中堤以南土山之上有座仿古的重檐亭，据记载，在元朝时期，这里有一座亭，名为"玉渊亭"，其亭边有一水潭名为"玉渊潭"。翠林掩映的重檐亭位于园内制高点，登亭观景尽收两侧湖光山色。
湖心岛岛上松树长青，灌丛茂密，因人迹罕至而成为水鸟的爱巢，清澈的湖水有游弋水禽相互嬉戏而显得生机勃勃。
樱花园因为有碧水环绕的此岛而增添了各个季节的风韵和层次，初春有鸟早知水暖，入夏有风轻送荷香，临秋天高芦苇瑟瑟，总有详和萧爽可引人入胜。
6月遍堤黄花随风摇曳，雨后的傍晚，泛舟西湖眺中堤，见参天立杨郁郁葱葱，嵌如翡翠，落日熔金，辉映玉桥如虹垮水雄浑壮丽。若东湖西眺，高耸的塔顶立长天，乱云与余辉映相灿烂。
东西湖的南岸，存有较大数量的洋槐林，玉渊潭畔槐香幽绵。
云溪深处，位于樱花园山南东竹径南口处，有点题石上镌刻有"云溪深处"4个大字。油松的翠枝映衬在蓝天中，成片的苍翠绿竹漫布于山南坡上，竹林中游路蜿蜒而出，犹如溪水贯穿竹林，引人探入幽深的谷地。走出那条路，竟可见远处如云樱花跳入眼帘。可谓竹径深处，柳暗花明。
此外，在玉渊潭南门昆玉河段的北侧，还有一片古松林，内有清代所种植的油松和侧柏，已经有100多年的历史了。据统计，林内共有古油松28棵，古侧柏250棵，古国槐8棵，都是极其珍贵的树种。