היער נקרא על שמה של העיר המקראית סנסנה, המזוהה עם חורבת סנסנה (ח'רבת אֶ-שַמְסַנִיאת), שנמצאת מעט מדרום ליער, כמה מאות מטרים מצפון ליישוב החדש כרמית. סנסנה נזכרה במקרא כיישוב בנחלת יהודה: "וצקלג ומדמנה וסנסנה." (יהושע ט"ו, לא).
בחורבה, הנמצאת בין שדות מעובדים, נותרו שרידי מבנה חרב ומערות מגורים. תקרות הסלע של המערות נשענות על "עמודים" – משארי סלע שהותירו חוצבי המערות.
הגבעות שעליהן נטוע יער סנסנה מתנשאות כ-500 מ' מעל פני הים. אלה הן הגבעות הדרומיות של הר חברון, שנמשכות מכאן עוד כמה קילומטרים דרומה ודועכות בבקעת באר שבע. באזור הזה חשופים בעיקרם סלעי גיר ששקעו בים שהציף את האזור בתקופת הטורון (93-89 מיליון שנה לפני זמננו). זהו אזור של גבעות גיר טרשיות, המכוסות בצמחיית בתה מיוחדת המאפיינת את אזור הספר הים תיכוני, ועל כן נודעת לו חשיבות אקולוגית מיוחדת.
עם הצמחים המאפיינים את צמחיית הספר נמנים המינים האלה:
שלהבית קצרת שיניים – בן שיח נמוך, כמעט שרוע, בעל עלים מאפירים המכוסים כסות עבה וצפופה מאוד של שערות. פורח בצהוב בחודשים אפריל-יוני.
מרווה ריחנית – שיח בעל ענפים זקופים שעשוי להגיע לגובה של 70 ס"מ. העלים ריחניים מאוד, מקומטים ומכוסים שערות. פורח בלבן בחודשים פברואר-מאי.
סירה קוצנית – בן שיח שיוצר כרים כדוריים. הענפים הדקים מתקשים ויוצרים שלד קוצני. הפרחים אינם מרשימים. אם ניכר בהם צבע אדום, מקורו בצלקות של הפרחים הנקביים. פורח בחודשים פברואר-אפריל.
אלקנה סמורה – בן שיח עשבוני שמגיע לגובה של 30 ס"מ ונפוץ בבתות הספר על סלעי קירטון. פורח בכחול בחודשים פברואר-מאי.
לשון פר סמורה – צמח עשבוני המצמיח גבעולי פריחה גבוהים שעשויים להגיע לגובה של מטר אחד. רוב חלקי הצמח מכוסים זיפים סמורים ודוקרניים למגע. פורח בכחול עמוק בחודשים פברואר-מאי.
שיכרון מרושת – צומח על קרקעות לס בצידי שדות. הפרחים גדולים ויפים, ואורכם כ-2.5 ס"מ. הכותרת סגולה ועליה מצוירת רשת של קווים כהים. פורח בחודשים פברואר-אפריל.
מלבד כל אלה מתקיימת ביער פריחה עונתית נאה של כלנית מצויה, רקפת מצויה, צבעוני ההרים ומינים רבים נוספים.