Esiste una stretta correlazione tra il Palazzo Farnese e i suoi giardini. Questi si dividono in “Giardini Bassi” e “Giardini di sopra” e furono realizzati in tempi diversi, anche se derivano da uno stesso progetto unitario a capo del quale ci fu l'architetto Jacopo Barozzi da Vignola.
I “Giardini Bassi” alle spalle del palazzo, con accesso diretto da una delle sue stanze, furono realizzati dal Vignola e pensati come sintesi perfetta tra natura e artificio, normale prosecuzione del Palazzo all’esterno e chiusura simmetrica dell’Asse che inizia con la cosidetta “Via Diritta” di fronte al Palazzo stesso.
Una concezione tipica dell’architettura delle ville della Tuscia che furono costruire tra Cinquecento e Seicento, come per esempio la bella Villa Lante di Bagnaia, frazione di Viterbo.
Il Vignola sfruttò la collocazione del Palazzo e le sorgenti presenti sulla collina per alimentare le fontane disseminate lungo i giardini i quali furono ricavati dallo sbancamento della collina stessa.
Il progetto dei giardini si basa su un modulo quadrato ripetuto come sottomodulo interno che forma piccoli parterres a meandro
Il viale che parte da questi giardini e percorre la collina retrostante il palazzo fu realizzato perché i Farnese e i loro ospiti potessero godere del bel bosco circostante.
Alla fine del Cinquecento iniziò invece la realizzazione dei “Giardini di Sopra”, che seguono il profilo della collina e terminano con la famosa Casina del Piacere.
Come già detto il progetto di questi giardini è da attribuire al Vignola, mentre la loro realizzazione Giacomo Del Duca che costruì la Palazzina del Piacere, il Giardino Grande, la cordonata, la catena d'acqua e il recinto con la Fontana del Bicchiere e altri monumenti che furono completati all’inizio del secolo successivo da Girolamo Rainaldi.