Oggi adatto ad ospitare mostre, manifestazioni culturali ed esposizioni temporanee di arte moderna, il Serrone (chiamato anche Orangerie) è nato nel 1790 su disegno dell’architetto Piermarini per accogliere agrumi, piante esotiche o rare e preziose raccolte botaniche, soprattutto nel periodo invernale.
Il suo progetto ricorda quello dell'Orangerie della reggia di Schönbrunn e la sua costruzione è stata voluta dall'arciduca Ferdinando d'Asburgo-Este che lo inaugurò, con l’adiacente Rotonda affrescata da Andrea Appiani, in occasione del ventesimo anniversario di matrimonio con Maria Beatrice Ricciarda d'Este.
La struttura (lunga 100 metri, larga 6 e alta 7) si trova lungo il cortile d’onore, al termine dell’ala nord della Villa Reale ed è caratterizzata esternamente dai 26 grandi finestroni ad arco esposti a sud intervallati da paraste e, internamente, dalle originali capriate lignee.
Durante gli anni, il Serrone è stato oggetto di diversi interventi di restauro, come per esempio quelli che hanno interessato la pavimentazione interna. Infatti, l’originario selciato naturale è stato sostituito da una pavimentazione in cotto. Durante gli ultimi lavori, datati 1985, gli spazi interni del Serrone sono stati dotati di un sistema di pannelli modulari scorrevoli capaci di adattare lo spazio a differenti esigenze.