Vartiosaaren rakennusperintömiljöö on Helsingin oloissa poikkeuksellisen hyvin säilynyt, sillä saareen ei ole rakennettu uutta sitten 1950-luvun.

Vartiosaari on Helsingin parhaiten säilyneitä huvilayhdyskuntia. Sen rakennuskannan muodostavat noin 50 kesähuvilaa ja 100 muuta huvila-asutukseen liittyvää rakennusta. Saaren ensimmäiset kesähuvilat rakennettiin 1800-luvun lopulla, kun asukkaat suuntasivat Helsingin ympäristön saaristoon kesänviettoon kaupungin nopean kasvun takia. Kehitystä vauhditti 1830-luvulla alkanut höyrylaivaliikenne, joka mahdollisti jo vuosisadan lopulla kesänviettäjien työssäkäynnin Helsingissä saaristosta käsin.

Huviloiden tyylikirjo on laaja. Varhaisimmat rakennettiin niin sanottuun cottage-tyyliin, jolle tunnusomaista olivat lohikäärme- ja nikkarikoristeet. 1900-luvulla saareen rakennettiin nimekkäiden arkkitehtien suunnittelemia kansallisromanttisia jugendtyylisiä hirsihuviloita. 1910- ja 20- luvuilla luvulla katot muuttuivat mansardikatoiksi ja tyyli klassismiksi, 1930-luvulla puolestaan pelkistetyksi funktionalismiksi. Saaren uusimmatkin rakennukset ovat lähes 60-vuotiaita, joten retken Vartiosaareen voi hyvällä syyllä sanoa mahdollistavan ajallisen siirtymän nykyajasta menneisyyteen.

Vartiosaaren huviloista noin puolet on yksityisomistuksessa, toisen puolen on Helsingin kaupunki vuokrannut erilaisille yhteisöille. Näissä taloissa on toimintaa laidasta laitaan: asunnottomien virkistyspaikasta taiteilijataloon ja Kaupunginteatterin lomakeitaasta insinööriklubiin. Saaren keskiosaa on viljelty jo ennen huvila-asutusta ja perinnettä jatkavat edelleen noin sata palstaviljelijää. Koko Vartiosaari on Museoviraston toimesta merkitty valtakunnallisesti merkittäväksi rakennetuksi kulttuuriympäristöksi.