Průhonický zámek v dnešní podobě je výsledkem několika přestaveb původně středověké gotické tvrze, zbudované ve 14. století pány z Říčan na skalnatém ostrohu nad potokem Botič. Ten byl vystavěn v sousedství raně středověkého panského sídla, z něhož se dodnes dochoval pouze původně románský tribunový kostelík Narození Panny Marie, vysvěcený roku 1187 pražským biskupem Jindřichem Břetislavem. Na počátku 14. století došlo k přístavbě pravoúhle ukončeného presbytáře, který nahradil románskou apsidu, a původní loď byla zaklenuta gotickou žebrovou klenbou. Stěny lodi i presbytáře byly následně ve 30. letech 14. století vyzdobeny jedinečným souborem nástěnných maleb s Kristologickými a mariánskými náměty a postavami světců včetně donátorské scény při dnešním severním vstupu. Současnou podobu kostela ovlivnily raně barokní úpravy v polovině 17. století a zejména puristická obnova provedená roku 1892.

Jádro dnešního zámku pochází z renesanční stavební etapy, jejímž iniciátorem byla rodina Zápských ze Záp, držitel panství v 2. polovině 16. století. S využitím staršího gotického zdiva vzniklo sídlo čtyřkřídlé dispozice s  uzavřeným dvorem. Na počátku 17. století zahrnovalo průhonické panství též pivovar, zahrady, štěpnice i prosperující ves s krčmou a kovárnou. Obnovu po třicetileté válce inicioval nový majitel rytíř Antonio Binago a jeho syn Augustin, od nichž přechází panství do rukou jezuitů, kteří zde hospodařili v letech 1669 - 1685. Po většinu 18. století vlastnili Průhonice Desfoursové, kteří též obnovili zámek po válečných letech 1742 a 1744. Celý areál, k němuž náležela okrasná zahrada s oranžerií a bohatě osázená ovocná zahrada, začal sloužit převážně k hospodářským účelům.

Obrat v dějinách zámku znamenal rok 1800, kdy Průhonice kupuje Jan Nepomuk hrabě Nostic-Rieneck, který nedlouho poté provedl přestavbu v klasicistním slohu. Po úmrtí Jana Nepomuka v roce 1840 dědí panství jeho syn Albert, po něm přechází majetek na jeho jedinou dceru, Marii Antonii Gabrielu, která roku 1885 uzavřela sňatek s Arnoštem Emanuelem hrabětem Silva-Taroucou. Ten provedl v letech 1889 - 1893 rozsáhlou přestavbu zámku ve stylu české novorenesance podle návrhu architekta Jiřího Stibrala, jemuž se podařilo vytvořit z klasicistně uměřených starších objektů architektonickou dominantu parku, do této doby spadá i puristická obnova kostela. Změněna byla zejména dispozice zámku na trojkřídlou, čímž vzniklo k jihu otevřené nádvoří umožňující rozhled do údolí a současně vznikajícího parku. Na umělecké výzdobě se podílel malíř Hanuš Schwaiger (nástěnná malba sv. Jiří na nádvoří, výzdoba interiéru) či sochař Celestýn Klouček.

Neméně významným počinem hraběte Arnošta Emanuela Silva - Tarouca je roku 1885 založení jedinečného anglického přírodně krajinářského parku  v zámeckém areálu, který postupně rozšiřoval až na současnou rozlohu 250 ha. Využil členité údolí potoka Botiče a jeho přítoků Dobřejovického a Zdiměřického potoka, použil původní domácí dřeviny v kombinaci s dovezenými cizokrajnými dřevinami. Jako základ parkové kompozice založil mistrně volené průhledy. Porosty dřevin, skupiny stromů a keřů střídal s lučními plochami, rybníky, potoky a jejich slepými rameny. Dovedně využil proměnlivost dřevin v různých ročních obdobích. Výsledkem jeho celoživotního úsilí je vrcholné krajinářské dílo světového významu, jež vytvořil vlastním originálním způsobem.

Mimo významu umělecko-historického je park cenný i dendrologicky, jako sbírka domácích a cizokrajných dřevin – okolo 1600 druhů. Výjimečná je sbírka rododendronů čítající okolo 8000 kusů ve 100 druzích a kultivarech.

K Průhonickému parku patří také cenné genofondové sbírky soustředěné v Botanické zahradě na Chotobuzi. Park je zároveň nejvýznamnějším krajinným prvkem jihovýchodně od Prahy a též důležitým útočištěm všech organismů v této krajině.

Cesty, tvořící v parku hustou síť, jsou vedeny v přirozených křivkách, sledují tvary terénu a zpřístupňují jednotlivé výhledy. V celém parku  je 27 km turistických cest.

V roce 1927 prodává hrabě Arnošt Emanuel z důvodů hospodářských potíží zámek s parkem československému státu. Od roku 1954 zde sídlí Geobotanické laboratoře transformované roku 1962 do Botanického ústavu Akademie věd, zabývající se vědeckým výzkumem rostlin a vegetace.

Od roku 2010 je areál zámku s parkem prohlášen národní kulturní památkou a zapsán na Seznamu světového kulturního dědictví UNESCO.