Földrajzi elhelyezkedés
Vácrátót az Alföld egyik északi kiöblösödésében, a Veresegyházi-medence és a Gödi-lapály találkozásánál fekszik 100–200 méteres tengerszint feletti magasságban. Az enyhén hullámos felszínt ma homokpusztákkal, nedves rétekkel váltakozó szántóföldi táblák, kiskertek, nadrágszíjparcellák, valamint ültetett akác- és fenyőerdők tagolják. A felszínt nagyrészt folyami eredetű, a jégkorszak idején a Duna és más vízfolyások által ideszállított, erősen meszes homok borítja. A homok mellett előforduló rozsdabarna erdőtalaj valamikori erdők jelenlétére utal.
A terület a Börzsöny és a Dunazug-hegység esőárnyékában fekszik, így az évi csapadék mennyisége az Alföld egyes területeivel azonos. Mint más homokvidékeken, itt is nagy a nappali-éjjeli hőingadozás. Gyakran jelentkezik súlyos aszály. A Kerten átfutó, Dunába torkolló Sződrákosi-patak völgye fagyzugos, sokszor megáll benne a köd, gyakoriak a kései és a korai fagyok, és az igen erős téli lehűlés után a hófoltok, valamint a tavak jégpáncélja csak lassan olvad el.
A Kert mai területének túlnyomó részét kétszáz évvel ezelőtt homokpusztagyepek, valamint a Sződrákosi-patak mentén gazdag, cserjeszintű keményfa ligeterdők foglalhatták el. A homokpusztagyepek jellemző növényei a tömeges csenkeszfajok (Festuca) mellett, például a kék szamárkenyér (Echinops ritro ssp. ruthenicus), a báránypirosító (Alkanna tinctoria), a pusztai kutyatej (Euphorbia seguieriana), a homoki árvalányhaj (Stipa borysthenica), a kései szegfű (Dianthus serotinus), a homoki imola (Centaurea arenaria), a homoki kikerics (Colchicum arenarium), a homoki nőszirom (Iris arenaria) és a homokviola (Syrenia cana) stb.
A tölgy-kőris-szil ligeterdők fő fafajainak, a kocsányos tölgynek (Quercus robur), a vénic-szilnek (Ulmus laevis) és a magyar kőrisnek (Fraxinus angustifolia ssp. pannonica) idős példányai ma is fellelhetők a kert patak menti, valószínűleg természetes előfordulású ligeterdőfoltjában. Az eredeti növénytársulások maradványait ma már csak a környékbeli természetvédelmi területek őrzik (a Sződ és Sződliget környéki ligeterdők és rétek, a Fóti-Somlyó, a Tece-patak menti láprétek és homokpusztagyepek stb.).
Sajnos e földrajzi körülmények nem igazán kedveznek egy egész évben dúsan zöldellő növényzet kialakításának. Sok növényfaj, a savanyú talajt kedvelő rododendronok, számos örökzöld- és fenyőféle vagy a bőséges monszunesőkhöz szokott távol-keleti növények nem nevelhetők sikerrel a Kertben. Mindezek ellenére a Botanikus Kertünk hazánk leggazdagabb élőnövény-gyűjteményét tudhatja magáénak, mivel a közel két évszázados Kertben a növényzet és a tórendszer hatására kialakult kedvező mikroklíma igen sokféle igényű növénynek teremt kedvező életfeltételeket.
Állatvilág
A Kert védett területe, gazdag, változatos növényanyaga számos különféle állatfajnak is nagyszerű élőhelyet biztosít. Az emlősök közül csak a rágcsálók (mókus, mogyoróspele), a kisragadozók (nyest, menyét, róka, vidra) és a rovarevők (sün, cickányok és több denevérfaj) képviseltetik magukat, hiszen a Kert fallal van kerítve.
Az eddigi megfigyelések alapján 62 madárfaj fészkelése bizonyított a Kertben. Jellemzők a rigók, cinkék, harkályok, poszáták, füzikék, baglyok, a fülemüle, az erdei pinty, a zöldike, a csóka, az örvös galamb, a tavakban pedig a tőkés réce. Néhány, már ritkaság számba menő madárral is találkozhatunk, például füles kuvikkal, jégmadárral vagy fekete harkállyal. Az ellenőrzött mesterséges odútelep és a rendszeres téli etetés is segíti a madarak megtelepedését.
A Kert több sikló- és gyíkfajnak ad otthont, és számos békafaj szintén megtalálja lakóhelyét és szaporodási lehetőségét a tavakban. A patakban és a tórendszerben 22 megtelepedett halfaj élvezi a védettséget. A változatos növényzet rendkívül gazdag rovarvilágot eredményez – ezt az is segíti, hogy csak a minimális növényvédelmi tevékenység folyik a területen. Egy feltáró vizsgálat alapján kiderült, hogy 73 vízi és szárazföldi puhatestű faj (kagyló és csiga) él a kertben.
Az állatvilág szervesen illeszkedik a gyűjtemények növényanyagához, és teljes védelmet élvez. A figyelmes látogató állati nyomokkal is találkozhat, amely lehet egy-egy lábnyom vagy megrágott dió, mogyoró. Számos jel árulkodik a Kert gazdag állatvilágáról.
