La storia del parco di Pratolino prese avvio nel 1568 quando Francesco I de' Medici, Granduca di Toscana, incaricò l'architetto Bernardo Buontalenti di progettarvi una villa e un grande parco annesso. Qualche anno prima Cosimo I, padre di Francesco, si era invece fatto aiutare dal Tribolo per i suoi giardini di Firenze (Castello nel 1540, il Giardino dei Semplici nel 1545 e Boboli nel 1550). Il progetto di Pratolino ebbe quindi inizio a quasi vent'anni da quello di Boboli (il parco fu praticamente terminato nel 1585) e Buontalenti lo impostò come un luogo di sogno dove natura e tecnologia si fondevano per creare un percorso simbolico che introducesse al pensiero filosofico del Granduca. Il parco destò subito un grandissimo interesse presso i contemporanei e per la particolarità delle grotte artificiali, dei giochi d'acqua e delle statue venne subito definito come "il giardino delle meraviglie". Morto Francesco, il parco ebbe alterne vicende. I Lorena se ne disinteressarono del tutto trasferendo molte statue nel Giardino di Boboli. Fu solamente dopo il periodo napoleonico, con il ritorno di Ferdinando III di Lorena, che il parco riacquistò una nuova dignità. Nel 1818 Joseph Frietsch ebbe l'incarico di rifare Pratolino. Egli lo ingrandì (da una ventina di ettari passò a circa ottanta) ma, soprattutto, gli dette un aspetto del tutto nuovo, secondo il gusto del "giardino all'inglese".

Oggi, del giardino mediceo, destinato a parco pubblico, sono rimaste alcune vasche, statue e grotte e, in particolare, la splendida statua del Colosso dell'Appennino (1579-1580) del Giambologna. Vi sono prati e boschi nei quali svettano querce, cedri e platani spettacolari per le loro dimensioni.

La villa medicea, oggi perduta, aveva al piano terreno un complesso di grotte artificiali, con giochi d'acqua e automi. La paggeria del complesso mediceo, più volte restaurata nella seconda metà del Settecento, fu trasformata in villa dai Demidoff nel 1872.

Il luogo è legato anche alle vicende biografiche di Galileo: il 15 agosto 1605 Galileo fu invitato a Pratolino per discorrere a Corte del suo compasso geometrico e militare, atto ad eseguire numerose operazioni geometriche e aritmetiche sfruttando la proporzionalità tra i lati omologhi di due triangoli simili.

Edificato sui resti di un'antica torre longobarda, l'antico castello, che si erge su un colle dal quale domina il Mugello, fu trasformato in residenza di campagna nel 1461 da Michelozzo su commissione di Cosimo il Vecchio de' Medici. Era anche il centro di vasti possedimenti terrieri e, dunque, svolgeva una importante funzione agricola. Conserva un prezioso esempio di hortus conclusus, caratterizzato da ampie terrazzature e da un bel pergolato che si appoggia su 46 pilastri di mattoni. Nella corte interna si può inoltre ammirare un antico pozzo. La villa ha accolto ospiti illustri come il celebre navigatore Amerigo Vespucci, che vi soggiornò durante la peste fiorentina del 1476.

L'antico castello fu trasformato in residenza di campagna nel 1451 da Michelozzo su commissione di Cosimo il Vecchio. La nuova sontuosa villa, circondata da orti, giardini e da un vasto parco per la caccia, divenne residenza estiva prediletta dai Medici e dai loro ospiti. Le trasformazioni ottocentesche, volute dal principe Marcantonio Borghese, ne cancellarono in gran parte aspetto originario.

La villa è legata anche al mondo della tecnica. Accanto al castello, infatti, fu edificata la fabbrica delle celebri maioliche. Vi erano due fornaci, una destinata ad una produzione corrente e l'altra ad una di raffinata qualità. Impiantata alla fine del Quattrocento dai fratelli vasai Pietro di Filippo e Stefano, la fabbrica di maioliche di Cafaggiolo produsse autentici capolavori per tutto il Cinquecento, destinati sia alla famiglia granducale (vasi, brocche, coppe), sia a istituzioni cittadine, come l'Ospedale di Santa Maria Nuova di Firenze.

Nel 1896 Galileo Chini fondò a Firenze una manifattura di ceramica artistica con il nome di "Arte della Ceramica" che tuttavia, a causa di contrasti tra soci, fu chiusa nel 1905. L'anno seguente fu aperta a Borgo San Lorenzo una nuova manifattura, sotto la direzione artistica dello stesso Galileo Chini e la direzione tecnica del cugino Chino Chini. Galileo realizzava i disegni per le sagome e i decori, mentre Chino, grazie a formule chimiche e ricette segrete, portava a compimento il prodotto.

Il Museo, che fa parte del Museo Diffuso Mugello - Alto Mugello - Val di Sieve, è ubicato nella Villa Pecori Giraldi. Presenta campioni di ceramiche, vetrate, disegni, decorazioni e ricostruzioni della produzione dell' "Arte della Ceramica" e delle Fornaci di San Lorenzo della famiglia Chini. Una interessante sezione è dedicata alla ricostruzione delle fasi di lavorazione della fabbrica.