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Jardín romántico y afrancesado.
A ambos lados del edificio, los muros de cierre están cubiertos de enredaderas y desde la terraza se tienen vistas de Barcelona y Collserola. Los parterres de broderie Más allá de la terraza hay praderas de césped con palmeras y algunos árboles. En el centro hay un estanque circular y alrededor ocho parterres de broderie con bolas de boj recortados.
El jardín doméstico y el bosque
Detrás de la mansión, dos terrazas acogen el antiguo jardín y lo que fue huerto para el consumo familiar y la plantación de flor cortada. Una cascada y un estanque preceden la zona de bosque, de casi 9 hectáreas, y que se extiende hacia Collserola arriba. Un canal de agua procedente de una mina marca la frontera entre la humanización y la naturalidad del bosque.

vegetación
La vegetación es exuberante, con muchísimos árboles y palmeras centenarias. Detrás de las seis figuras que bordean la explanada hay enormes tilos (Tilia x europaea) y grandes acacias (Robinia pseudoacacia). Por su dimensión y su excepcionalidad, destacan una fotinia (Photinia glabra) de 15 m de diámetro de copa y un sapinde de China (Koelreuteria paniculata). En el extremo del jardín sobresale un gran cedro del Himalaya (Cedrus deodara), así como cipreses de Lambert (Cupresus macrocarpa), tejos (Taxus baccata) y tuyas (Thuja orientalis). Hay palmeras de Canarias (Phoenix canariensis), datileras (Phoenix dactylifera), Livistona (Livistona chinensis), palmitos (Chamaerops humilis), palmeras excelsas (Trachycarpus fortunei) y muchas washingtonias (Washingtonia robusta y W. filifera). Para los muros suben la buganvilla (Bougainvillea sp), la enredadera (Muehlenbeckia compleja), la parra virgen (Parthenocissus quinquefolia), la Bignon amarilla (Doxantha unguis-cati) y la Bignon roja (Tecoma capensis). En el bosque dominan los pinos carrascos (Pinus halepensis) y las encinas (Quercus ilex), con un ejemplar excepcional. Está justo encima del canal, y se estima que nació a finales de la década de 1870. Forma parte del catálogo de árboles de interés local de Barcelona. El sotobosque es rico en madroños (Arbutus unedo), bruscos (Ruscus aculeatus), zarzaparrillas (Smilax aspera) y madreselva (Lonicera implexa). Bosque adentro encontramos lentiscos (Pistacia lentiscus), jaras blancas (Cistus albidus) y esparragueras de bosque (Asparagus acutifolius). Entre la fauna destaca la ardilla y el erizo. Arte y arquitectura Frente al palacio de Sentmenat, siete figuras femeninas de autor desconocido flanquean el paseo que separa los jardines y el edificio. Representan los símbolos de las estirpes emparentadas con los Sentmenat: los Sarriera, los Sentmenat, los Ciutadilla, los Patiño, los Jordán de Urríes, los Osorio y los Despujol. La antigua residencia de los marqueses fue reconvertida en una mansión señorial de estilo neogótico en 1779 por el maestro de obras Andreu Bosch. Durante el siglo XIX se hicieron nuevas modificaciones que la convirtieron en el palacio de aspecto romántico que es ahora. También se incorporaron elementos decorativos de los siglos XV y XVI, sobre todo marcos escultóricos de puertas y ventanas, procedentes de otras propiedades de los Sentmenat. Entre las obras de mejora realizadas una vez el edificio fue de propiedad municipal destacan las gárgolas de Sergi Aguilar en la fachada y un mural de Albert Ràfols Casamada, fundador de la Escuela Eina, en la entrada.

Situados en la ladera de mar de la sierra de Collserola, los jardines de Can Sentmenat son uno de los pocos testimonios que quedan en Barcelona los jardines señoriales que creó la aristocracia catalana a finales del siglo XIX. De exquisita factura, son un espacio de obligada visita para los amantes de los jardines clásicos.