Khu vườn được gán cho kiến trúc sư Andrea Moroni, người đã có công thiết kế một số công trình quan trọng nhất của Padova như Vương cung thánh đường Santa Giustina ở Prato della Valle, tòa thị chính và trường đại học ở nửa đầu thế kỷ 16. Tuy nhiên, kiến trúc sư thật sự của khu vườn này là Daniele Barbaro, một nhà quý tộc của Venezia, một người đàn ông có học thức rộng và là dịch giả của nhiều tác phẩm lớn trong đó có De Architectura của Vitruvius.[2] Ông dựa theo Horti Conclusi thời Trung Cổ để tạo ra một mô hình hoàn hảo hình vuông giữa một hình tròn, với hai đường dẫn cắt nhau ở hồng tâm là một đài phun nước. Vườn thực vật được khánh thành vào năm 1545 và được sử dụng làm nơi giảng dạy của Đại học Padova vào năm sau.

Tòa nhà chính có từ thế kỷ 17 và 18. Khu vườn đã được làm sinh động với nhiều đài phun nước và một guồng nước khổng lồ để đảm bảo tưới tiêu hợp lý. Năm 1704, bốn cổng được xây dựng và được trang trí bằng đá đỏ, cửa được làm bằng sắt rèn. Trong nửa đầu của thế kỷ 18, bức tường hình tròn bao quanh được tinh chỉnh dọc theo chu vi bên ngoài bằng một lan can sử dụng đá Istria, trên đó đặt các bình hoa và chân dung bán thân của những nhân vật quan trọng. Một bức tượng của Theophrastus đã được xây dựng bên cạnh cửa phía nam, cũng như một bức tượng của Solomon (có chữ ký của Antonio Bonazza) cửa phía đông và đài phun nước bốn mùa với các bức chân dung thế kỷ 18 làm bằng đá cẩm thạch Carrara. Trong nửa đầu thế kỷ 19, một nhà kính và một sân khấu thực vật đã được xây dựng cùng với chân dung bán thân của các nhà thực vật học nổi tiếng như Carl Linnaeus được đặt lên. Một trong những nhà kính vẫn còn được duy trì với vòm lịch sử và cột gang nhỏ.

Trong vườn có ba đồng hồ mặt trời: một hình khối, một hình tròn và một hình trụ. Ở bên trong, khu vườn được chia thành các bộ sưu tập khác nhau. Tại trung tâm là một hồ nước cho các loài thực vật thủy sinh, được nuôi dưỡng bằng một luồng nước nóng liên tục từ tầng đất ngầm phía dưới khu vườn ba trăm mét.