Zámecký park, upravený později v přírodně krajinářském (anglickém) stylu, byl založen Michaelem Oswaldem Thunem ve 2. pol. 17. století. Původně barokní zahrada byla charakteristickou snahou o symetrickou úpravu prostoru před zámkem. Upravena byla západní část dnešního parku. Byla zbudována lodžie, umístěna sem různá „vodní díla“ a zřízena masivní ohradní zeď.  Byla postavena sala terrena a letohrádek. V letech 1685 – 1687 dodal Jan Brokof pro výzdobu parku sochy představující roční období a světadíly. Ve východní části zámeckého parku jsou dodnes dochované kaple představující sedm bolestí Panny Marie. Ty nechal z pískovce vytesat rovněž Michael Oswald Thun a to roku 1691. Tento cyklus kaplí je zároveň spojen s kultem Čtrnácti svatých pomocníků, přičemž na každé z kaplí jsou vyobrazeni dva z nich. Ti jsou uctíváni jako mocní přímluvci a ochránci před neštěstím a nemocemi.

Tato podoba parku se udržela až do požáru v roce 1784. Pozornost pak byla věnována především opravě zámku. K zásadní změně došlo až po třetím požáru v roce 1856. Poté se začal budovat nový park podle změněných estetických názorů zdůrazňující krásy volné přírody. Byl odstraněn zchátralý letohrádek a část lodžie, sochy a kašna byly přeneseny do města, zejména na náměstí. 

Také další změny byly spojeny s rozsáhlým požárem. Za oběť mu padl nejen zámek, ale rovněž část přilehlých hospodářských budov, pivovar a mlýn. Poté nechal Josef Oswald I. strhnout všechny panské stavby a vykoupil i soukromé domy, aby tak zvětšil zámecký park o romantická zákoutí kolem řeky. Nový park pak koncipoval klášterecký vrchní zahradník Vinzenz Stibal. Projekt byl podřízen vedení Josefa Oswalda Thuna, který byl sám odborníkem v dendrologii.

Ve druhé polovině 19. století se původní středoevropské dřeviny začínají doplňovat stále více exotickými raritami. Celý park získává naučný podtext, názvy dřevin jsou uvedeny na porcelánových tabulkách.
Po druhé světové válce se park přestal udržovat. S pečlivou údržbou se opět začalo až v 70. letech minulého století. Dnešní přírodně krajinářský park má rozlohu asi 9,50 ha a nachází se zde asi 150 taxonů (tj. druhů a kultivarů) jehličnatých a listnatých dřevin. Vedle běžněji pěstovaných taxonů zde roste celá řada sadovnicky velmi cenných dřevin, např. jinan dvoulaločný, korkovník amurský, lapina jasanolistá, šácholan zašpičatělý a mohutný exemplář platanu javorolistého. Dendrologickou hodnotu zdejšího parku umocňují v České republice vzácně či velmi vzácně pěstované druhy a kultivary, např. pamodřín Kaempferův, bříza Maximovičova a kultivar buku lesního ʻCristataʼ.

V roce 2016 byly v parku vytyčeny tři naučné dendrologické okruhy (Západní, Zámecký a Stibalův okruh) a dřevěnými tabulkami označeny nejvýznamnější dřeviny. Současně byl vydán i knižní „Průvodce zámeckým parkem v Klášterci nad Ohří”, který poskytuje základní informace o vzniku a historickém vývoji parku a komentovanou formou provází návštěvníka po jednotlivých okruzích.
Součástí přírodně krajinářského parku je i renovovaná barokní stavba saly terreny naproti zámku, vytvářející svou architekturou kulturně společenské prostředí, kde se v letních měsících konají odpolední koncerty našich i zahraničních hudebních těles. Sochy a plastiky vynikajícího barokního sochaře německého původu Jana Brokofa ze 17. století opět dotvářejí monumentální krásu nejen této stavby.