L’olivo è una pianta sempreverde con foglie persistenti 2-3 anni, coriacee, sclerofilliche; fiorisce tipicamente nel mese di maggio; i piccoli fiori sono raccolti in racemi, chiamate mignole, all'ascella delle foglie; i frutti maturano in autunno.

L'assetto botanico originario, ancora prima della realizzazione del parco nel 1866, doveva essere inizialmente agricolo, caratterizzato dall'oliveto sulle superfici più soleggiate e dal frutteto nella valletta, ricca d'acqua proveniente dalla falda superficiale, acqua ora trattenuta e distribuita a partire dal deposito del tempietto delle acque. Alla creazione del parco il frutteto aveva sicuramente una maggiore varietà di piante da frutto rispetto ad oggi.

L'olivo, coltivato in Sardegna fin dal XVI secolo, caratterizza ancora oggi il paesaggio rurale periurbano della città.

L'oliveto del parco di Monserrato, formato prevalentemente dalla cultivar Bosana, occupa le superfici perimetrali ai lati ed all'ingresso. Le piante secolari originarie superstiti, esistenti probabilmente fin dal XVII secolo, prima del restauro del parco hanno subito danni irreparabili dovuti a drastici interventi cesori ed ad incendi. La loro potenziale grandezza si deduce dalle ceppaie (fino a 2 metri di diametro), sulle quali originano polloni di notevole dimensione. Diversi olivi integri, relativamente più giovani, hanno diametri del fusto tra i 70 e 90 cm.

Buona parte dell'oliveto ospita una popolazione di olivastri originatisi spontaneamente per inseminazione naturale oppure per sopravvento del portainnesto sulle piante innestate.