Der Wald von Vallombrosa ist einer der berühmtesten Wälder Italiens. Als sich die Mönche im 11. Jahrhundert in Vallombrosa niederließen, fanden sie bereits Tannen- und Buchenwälder vor. Die Pflege der Wälder war eine der Sorgen der Äbte, die aus dem Wald und der Schafzucht einen Großteil der für das Leben der Abtei notwendigen Ressourcen gewannen. Die langen Tannenstämme waren ein wichtiges Gut und dienten über Jahrhunderte dem Bau und der Restauration der Herrenhäuser von Florenz, so dass die Mönche alles taten, um die Entwicklung der Tannenwälder zu erweitern und zu unterstützen.
Nach der Gründung des Königreichs Italien ging der Wald an den Staat über und wurde 1977 zum biogenetischen Naturschutzgebiet erklärt. Hier können die beiden höchsten Bäume Italiens bewundert werden: der erste ist eine 62,45 Meter hohe Douglasie, der zweite ist etwas niedriger. Beide können über einen Fußweg erreicht werden. Jedes Jahr wird der Wald von Vallombrosa von Tausenden von Touristen besucht, aber auch von Studenten der Forstwissenschaftlichen Fakultät der Universität Florenz, die in Vallombrosa ihr „Trainingslager“ haben.
Der Wald umfasst eine Fläche von 1.279 Hektar und liegt zwischen 450 und 1450 Meter über dem Meeresspiegel. Neben der Weißtanne sind die häufigsten Arten die Buche (in höheren Lagen verbreitet), die Lärchenkiefer und die Douglasfichte. Kastanien, Eichen, Ahorn und Hainbuchen wachsen in den niedrigeren Lagen.
Das Reservat beherbergt auch eines der bekanntesten experimentellen Arboreten in Europa, in der mehr als 3.000 Exemplare von über 1.000 botanischen Einheiten, die zu 85 Gattungen aus verschiedenen Teilen der Welt gehören, nebeneinander existieren. Die Arboreten können in den Sommermonaten dank dem Reparto Carabinieri Biodiversità di Vallombrosa) (Abteilung für biologische Vielfalt der Carabinieri in Vallombrosa) besucht werden.