Il parco della Villa, interamente recintato, si estende per circa cinque ettari e risulta composto da vari tipi di giardini. In un interessante Terrilogio del XVII secolo troviamo riprodotta e descritta la proprietà.
L’accesso a valle della Villa, a doppia facciata, è costituito da quattro imponenti pilastri di pietra che denotano l’antico splendore della famiglia Buonvisi. Essi, infatti, sono stati costruiti in pietra grigia, abbelliti ed arricchiti da fregi in marmo bianco, come attestano le volute laterali rimaste, le mezze colonne, in cui si alternano i due materiali, le nicchie, una delle quali è sormontata ancora dallo stemma dei Buonvisi. I pilastri inoltre erano resi più movimentati da mascheroni in pietra stilizzati e decorazioni geometriche eseguite con sassi di fiume bianchi e neri, decorazioni che poi si ripresenteranno anche in altre opere della Villa. Il cancello d’ingresso si schiude su di un lungo e scenografico viale di cipressi; in fondo ad esso si presenta, in tutta la sua bellezza, la signorile dimora.
La caratteristica peculiare, però, non è data tanto da detto filare, quanto da un altro, parallelo ad esso, costituito da imponenti e vetusti carpini: questi, intersecandosi alle loro sommità, costituiscono una volta arborea, che si collega alla villa attraverso una serie di piccole scale. Questa pergola, unica nel suo genere, sostituisce il più usuale pergolato di piante come viti, glicini, gelsomini, comune in altri luoghi. L’accesso a monte, costituito da due pilastri a timpano curvilineo, con mascheroni e mosaici, anch’esso fregiato dalla cometa dei Buonvisi, risulta più sobrio.
Il giardino antistante al palazzo presenta una duplice pendenza del terreno che sale verso nord, dove si trova la Villa, e verso est; per ovviare ad essa si ricorse a terrazzamenti, che sussistono ancor oggi, destinati a diverse colture: le varie zone sono separate da muretti, poggi erbosi, basse siepi di bosso. (Buxus sempervirens L.) La struttura complessiva del giardino risulta ancora oggi improntata a particolari effetti di sorpresa e di movimento. Inoltrandosi, infatti, lungo il viale di cipressi (Cupressus sempervirens L.), sulla destra si trova una “stanza di verzura”, realizzata con piante di tasso (Taxus baccata L.) e alloro (Laurus nobilis L.); in mezzo ad essa, tra il verde scuro degli alberi, spicca un tavolo in pietra chiara affiancato da due panchine. Più avanti troviamo una vasca rotonda a zampillo, statue in terracotta e una cascata a gradoni ornata di tufo. Alla sinistra del cancello d’entrata, oltre al filare di carpini già ricordato, troviamo una piantagione di eucalipti (Eucalyptus globulus Labill.); questa zona ad Ovest dell’ingresso principale in passato era destinata a colture di viti ed alberi da frutto.
Disseminate nel parco troviamo, oltre al già nominato viale di carpini, altre suggestive creazioni arboree come, ad esempio, un bellissimo belvedere coperto da tassi potati ad arco, delimitato da una balaustra a colonnine che si apre suggestivamente sul giardino sottostante e sul paesaggio delle colline circostanti la città. La bellezza del luogo è esaltata dalle statue in pietra e terracotta che, con la loro simbologia, ci richiamano alla destinazione del luogo: un barbagianni ed una bellissima Diana seduta, col fedele cane e la faretra, sono posizionate in una piantagione di lecci (Quercus ilex L.), che costituivano la ragnaia, cioè il luogo destinato alla collocazione delle reti per cacciare gli uccelli.
Il giardino a nord si caratterizza per la presenza di una delle statue più originali della Villa, il cosiddetto “Pitocco” che rappresenta un vecchio, immortalato in una posa naturale, seduto su di un muretto, con le gambe abbandonate lungo ad esso, la schiena leggermente curva.
La bellezza del parco è accentuata dalle fontane il cui funzionamento era ed è favorito dalla ricchezza delle acque della zona. Nell’antico impianto, ancora funzionante, l’acqua delle sorgenti veniva convogliata in una grande vasca che, grazie al leggero dislivello del suolo, garantiva un costante funzionamento nell’erogazione, necessaria sia ad alimentare gli zampilli delle fontane, sia nell’irrigazione del giardino e dell’orto. Nel giardino a nord è situata quella che viene considerata come la fontana più bella del parco: quella della “Sirena”, attribuibile, secondo Isa Belli Barsali, al medesimo architetto che ha realizzato l’ingresso ad est. Essa è addossata al muro di cinta e la sua sommità è sormontata da un timpano, che sorregge uno stemma dei Buonvisi.
Al centro, contornata ai lati da due pilastri in pietra, ornati da due cariatidi che spiccano sullo sfondo di una simmetrica decorazione eseguita con sassi di fiume bianchi e neri, e da satiri ghignanti, si trova la figura di una Sirena alata. Se la fontana è bellissima altrettanto interessante è la finta grotta, situata anch’essa nella zona a Nord. Questa costruzione, di gusto prettamente cinquecentesco, si colloca in un anfiteatro di lecci che esalta la finta naturalezza delle pietre di tufo e delle stalattiti. Al centro della grotta, seduto su di un masso, c’è un putto, a cui fanno da corona cavalli fantastici e puttini alati con la coda di pesci.
Oltre a soddisfare il gusto estetico, questa fontana aveva il compito di alimentare con le sue acque i bacini delle terrazze e, in particolar modo, il viale di carpini . La particolarità di quest’opera è costituita da un’apertura nella parte centrale della grotta che permette di vedere le terre antistanti la chiusa.
Un’altra fonte, che ancora oggi è sovrastata dallo stemma dei Buonvisi, è quella dell’Abbondanza. La statua di gusto ottocentesco, emerge da una nicchia, che riprende la decorazione, anche se più lineare, a fasce in pietra grigia e marmo bianco del cancello d’ingresso.