L'Orto Botanico di Lucca, inserito nel contesto urbano della città su una superficie di circa due ettari, fu realizzato nel 1820 durante il governo della duchessa Maria Luisa di Borbone, recuperando un progetto preesistente elaborato durante il principato napoleonico. Nel settembre 1843 – come ricorda una lapide – gli ambienti dell'Orto furono utilizzati per le riunioni dei botanici che parteciparono al Quinto Congresso degli Scienziati Italiani. Tra il 1860 e il 1907, sotto la direzione di Cesare Bicchi, ebbe un notevole sviluppo. Furono allora realizzate le attuali serre e il laghetto e furono aggiunte numerose piante vive e materiale essiccato. Dopo la Prima Guerra Mondiale l'Orto fu trascurato e in pratica abbandonato, per essere ripristinato nel 1956, sotto la direzione del titolare della cattedra di Scienze Naturali del Liceo Classico "Machiavelli". Negli ultimi venti anni ha riportato l'attenzione verso le specie officinali, riallacciando un rapporto ideale con gli antichi orti botanici privati della città, oggi non più esistenti.

L'Orto lucchese, che con quelli di Pisa, di Firenze e di Siena, fa parte degli antichi orti botanici toscani ancora attivi, è suddiviso in vari settori: l'arboreto, comprendente per lo più alberi e arbusti esotici; il laghetto, che ospita anche specie di fauna locale; le ericacee, collocate in due aiuole con oltre 200 specie; le felci, in corso di realizzazione; la montagnola, dove sono rappresentate specie delle montagne lucchesi e pisane; le specie spontanee di uso alimentare; le piante medicinali; le serre, che ospitano numerose specie delle regioni intertropicali; la spermoteca, con una raccolta di semi per lo scambio con altri orti botanici.

Il Cedro del Libano (Cedrus libani), con oltre 6 metri di circonferenza, un altezza di 22 metri ed una chioma che si estende per circa 500 metri quadri di superficie, è l'albero più importante dell'Orto e come tale è considerato la pianta simbolo. È stato piantato nel 1822 da Paolo Volpi, primo direttore dell'Orto lucchese.

All'Orto è annesso un interessante Museo Botanico, fondato nel 1985 e intitolato a Cesare Bicchi. Il nucleo principale è costituito dagli erbari creati dai primi direttori. L'Herbarium Lucensis nacque con le raccolte di Benedetto Puccinelli, direttore dell'Orto dal 1833 al 1850. Verso la fine dell'Ottocento fu notevolmente incrementato con l'acquisizione dell'erbario personale di Cesare Bicchi. Tra le principali raccolte sono da segnalare quelle di Flora Lucensis Exsiccata di Puccinelli, l'Herbarium Bicchianum e l'Erbario Anonimo C del secolo XVIII.

Nel Museo sono, inoltre, conservate altre interessanti collezioni: una raccolta xilologica con campioni di fusti di varie specie arboree, sezionati longitudinalmente; una pomologica costituta da modelli in gesso di frutta coltivata nelle campagne lucchesi nei secoli XVIII e XIX; una micologica con modelli in gesso di macromiceti databili all'inizio del XX secolo; una di modelli di macchine agricole (aratri, seminatrici, vanghe e zappe) in legno e metallo, donata dal Governo Provvisorio della Toscana nel 1859.

Presso la Casermetta sulle mura cittadine sono allestiti il laboratorio didattico e quello di preparazione delle piante. L'Orto e il Museo oggi sono gestiti dall'Opera delle Mura di Lucca.