Situado na parte oriental do Parque da Pena, o belíssimo Palácio da Pena é acessado por uma rampa íngreme construída pelo Barão de Eschwege. O palácio em si é composto de duas alas: o antigo mosteiro manuelino da Ordem de São Jerônimo e a ala construída no século XIX pelo rei Fernando II. Ambas as alas são rodeadas por uma terceira estrutura arquitetônica que é uma fantástica versão de um castelo imaginário. É possível caminhar por toda a extensão de suas muralhas, que compreendem torres de vigia, um túnel de entrada e até mesmo uma ponte levadiça. Em 1838, o rei Fernando II adquiriu o antigo mosteiro da Ordem de São Jerônimo, o Nossa Senhora da Pena, que foi construído pelo rei Manuel I em 1511 no topo da colina acima de Sintra. O edifício foi desocupado em 1834, quando as ordens religiosas foram suprimidas em Portugal. O mosteiro possuía um claustro e seus anexos, a capela, a sacristia e um campanário, que atualmente formam a seção norte do Palácio de Pena, ou o Palácio Velho, como é conhecido. O rei Fernando ordenou que fossem feitas reformas no antigo mosteiro, que, de acordo com as fontes históricas da época, estava em péssimo estado. Todo o andar superior foi remodelado. Os 14 cubículos usados pelos monges foram substituídos por cômodos de maior tamanho com tetos abobadados, que podem ser vistos até os dias de hoje. Por volta de 1843, o rei decidiu ampliar o palácio através da construção de uma nova ala (o Novo Palácio) com cômodos ainda maiores (o Grande Salão é um bom exemplo disso), terminando em uma torre circular ao lado das novas cozinhas. O trabalho da construção foi liderado pelo Barão de Eschwege. Em 1994, obras de reparação trouxeram de volta as cores originais do exterior do Palácio: rosa para o antigo mosteiro e ocre para o Novo Palácio. Ao transformar um antigo mosteiro em uma residência similar a um castelo, o rei Fernando mostrou que foi fortemente influenciado pelo romantismo alemão e que ele, provavelmente, encontrou sua inspiração nos castelos de Stolzenfels e Rheinstein, situados nas margens do Reno, bem como no Palácio de Babelsberg, em Potsdam. Esta enorme reforma do Palácio de Pena terminou em meados de 1860, embora mais trabalhos relativos à decoração interior também tenham sido encomendados em datas posteriores. O rei Fernando também ordenou que o Parque da Pena fosse plantado nas áreas ao redor do palácio no estilo dos jardins românticos da época. O parque reúne caminhos sinuosos, pavilhões e bancos de pedra colocados em diferentes pontos ao longo de suas rotas, bem como árvores e outras plantas originárias dos quatro cantos da terra. Desta forma, o rei aproveitou o clima ameno e úmido da Serra de Sintra para criar um parque totalmente novo e exótico com mais de quinhentas espécies diferentes de árvores. O Palácio da Pena foi classificado como Monumento Nacional em 1910, além de fazer parte da Paisagem Cultural de Sintra, listada como Patrimônio Mundial pela Unesco em 1995.