Çengelköy, tüm zamanlarda tarihi yarımadada gelişen kentin temel ihtiyaçlarını karşılayan Boğaz'daki birçok yerleşimden biridir. Nüfus, geliştikçe kent merkezine yakınlaşmış, özellikle Osmanlı zamanında imparatorluğun her yerinden göç almıştır. Çengelköy'ün kırsal ve doğal dokusu bu göçlerle 1960'lara kadar korunmasını sağlamıştır. Bu yıllarda İstanbul yerleşiminin kuzeye kayması ve şehirleşme baskısı sosyo-kültürel değişimi zorlamıştır. Boğazın doğal ve tarihi eşsizliği bazı alanların korunmasını farklı oranlarda mümkün kılmıştır. Çengelköy göreceli olarak korunmuş alanlardandır.

Çengelköy Doğa Bahçesi'nin bulunduğu coğrafya İstanbul'un doğal ve kültürel zenginliğini eşsiz kılmaktadır. Her yıl dünyanın ve Türkiye'nin dört bir yanından binlerce insan bu eşsiz zenginliği görmek ve yaşamak için gelmektedir. İstanbul insanın doğayla uyumlu yaşadığı örnek kültürleri barındırmaktadır. Bununla birlikte bu uyum azalmakta, İstanbul doğal zenginliğini ve buna bağlı gelişen yaşam biçimlerini hızla kaybetmektedir. Özellikle son yıllarda hızla büyüyen inşaat sektörü, plansız büyüme gibi nedenlerin sonucunda, boğazdaki biyolojik çeşitliliğin yanı sıra İstanbul'a Kadıköy acıçiğdemi gibi özgü yabani bitki türleri, Çengelköy salatalığı, Arnavutköy çileği, Bayrampaşa enginarı gibi sebzeleri, Boğaziçi alakargası, gökdoğan, kışın gökyüzünü şenlendiren sığırcıklar gibi kuş türleri, kirpi, gelincik gibi yabani hayvanları da hızla azalmaktadır.

Günümüzde boğaza özgü doğal değerler küçük ve izole alanlara sıkışmış durumdadır ve müdahale edilmediği takdirde neredeyse hepsi yok olma tehlikesi ile karşı karşıyadır. Çengelköy, İstanbul Boğazı'nın Asya Kıtası'nda yer alan ve doğal alanlar içeren bir bölgedir. Boğaziçi Önemli Doğa Alanı içinde yer alan Çengelköy, boğazda yaşayan yabani hayvanların gözlenebildiği en güney noktadır. Azalarak da olsa bahçecilik kültürünün halen devam ettiği, boğaza özgü sebze ve meyve türlerinin halen yetiştirildiği bir bölgedir.

Doğa Derneği İstanbul ofisinin içerisinde yer aldığı, Kuleli Askeri Lisesi, Çengelköy Mezarlığı ve Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi arasında kalan vadi, Boğaz Kanunu ile yapılaşmaya kapatıldığı için bir çok kültürel ve ekolojik değerleri yaşatmaya devam etmektedir. Doğal bitki örtüsüyle kaplı alanlar, 40 dönümü geleneksel yöntemlerle ekilip dikilen bahçeler ve kayalıklardan oluşmaktadır. Vadinin Boğaz'ın Akdeniz ve Karadeniz iklimi geçişinde yer almasından dolayı dut, incir, zeytin, narenciye, ceviz, ayva, Rize kokulu üzümü gibi türlerden kivi ve fındığa kadar Türkiye'de yetişen hemen tüm ağaç türleri görülebilmektedir.

Kirpi, kara kaplumbağası ve gelincik gibi hayvan türlerinin yoğun olarak görüldüğü vadinin kuş çeşitliliği zengindir. İlkbahar ve sonbaharda dünyanın en önemli yaban hayatı olaylarından biri olarak kabul edilen leylek ve yırtıcı kuşların göçü izlenebilmekte, yaz aylarında çok sayıda ötücü ve yırtıcı kuş görülmektedir. Bölgede ürediği tahmin edilen yırtıcılar arasında alaca baykuş, kukumav ve delice doğan yer almaktadır. Vadi bülbül başta olmak üzere kırk kadar ötücü kuşun üreme alanıdır. İstanbul'a sonradan geldiği tahmin edilen iki papağan türü de, yeşil papağan ve küçük yeşil papağan vadide sıkça görülmektedir. Vadide üreyen en nadir kuş Boğaziçi alakargasıdır.