울창한 난대림지대 사이로 3단 폭포가 떨어지는 모습은 실로 장관인데 제1폭포에서 떨어져 수심 21m의 못을 이루고, 이 물은 다시 제2폭포, 제3폭포를 거쳐 바다로 흘러 들어간다. 특히 제1폭포가 떨어지는 절벽 동쪽의 암석동굴 천정에서는 이가 시리도록 차가운 물이 쏟아져 내리는데 예로부터 백중, 처서에 이 물을 맞으면 모든 병이 사라진다고하여 많은 사람들이 찾았으나 지금은 수영이 금지돼 있다. 천제연계곡에는 아름다운 일곱 선녀상을 조각한 '선임교'라는 아치형 다리와 '천제루'라고 불리우는 누각이 세워져 있어 주변경관을 한층 더 돋보이게 한다.

천제연 주변의 난대림 안에는 제주도에서도 가장 희귀한 식물의 일종인 솔잎난이 자생하며 담팔수, 구실잣밤나무, 조록나무, 참식나무, 가시나무류, 빗죽이나무, 감탕나무 등의 상록수와 푸조나무, 팽나무 등이 혼효림을 이루고 있다. 덩굴식물로는 바람등칡, 마삭풀, 남오미자, 왕모람 등이 많이 자라고 관목류로는 자금우돈나무 백량금, 양치식물로는 석위, 세뿔석위, 일엽, 바위손 등이 울창하게 어우러져 잘 보존되고 있다. 제1폭포 서쪽 암벽에 있는 담팔수는 식물 지리학적 측면에서 학술가치가 높아 지방 기념물 제14호로 별도 지정돼 있는데, 한라산 천연보호구역의 하나로 지정 보호되고 있는 천제연계곡에는 20여 그루의 담팔수가 자생하고 있다.

* 선임교
국내 최초로 민족 고유의 오작교 형태로 꾸민 선임교 양쪽 옆면에는 칠선녀의 전설을 소재로 조각한 아름다운 칠선녀상이 있으며, 야간에는 100개 난간 사이에 34개의 석등에 불을 밝혀 칠선녀의 다리를 거니는 이들에게 색다른 분위기를 안겨준다.