Anregungen zur Gestaltung der Bessunger Orangerie holte sich Landgraf Ernst Ludwig in Kassels Orangerie sowie im Garten von Schloß Herrenhausen bei Hannover. Louis Remy de la Fosse wurde mit der Planung der Parkanlage betraut, wobei der Entwurf von 1714 jedoch nie vollständig verwirklicht wurde. Der Schloßbrand von 1715 stellte gar das ganze Projekt in Frage. Zur Ausführung kam eine reduzierte Lösung. In den Jahren 1719-21 wurde der Westflügel der beiden geplanten Orangeriegebäude nebst einem Gewächshaus errichtet. Die Bauleitung hatte Wilhelm Vornberger, die gärtnerischen Arbeiten leistete der kurpfälzische Hofgärtner Johann Kaspar Ehret aus Heidelberg. Geplant war eine Gartenanlage im französischen Barock, in drei Terrassen nach Süden ansteigend, mit zwei schmalen Seitengärten zur Aufnahme der Orangerie und dem zweiflügligen Orangeriehaus am Nordende. Ein vorgelegter Ehrenhof sollte seitlich durch Gewächshäuser begrenzt werden. Im heute erhaltenen Teil des Gartens sind noch die ausgewogenen Raumverhältnisse der früheren barocken Komposition zu erkennen. Der gestalterische Rahmen der ursprünglichen Anlage ist noch im Wegenetz, in der Plazierung der Fontänen und der Bäume erhalten.

Im Juli 1719 erfolgte die Grundsteinlegung für das Orangeriegebäude, das ursprünglich nur der Westflügel einer schlossartigen Anlage mit Mittelpavillon und östlichem Pendant werden sollte. Nach den Plänen De la Fosses entstand der langgestreckte, symmetrische Bau mit seinem markanten barocken Mansarddach.

1774 brannte das Gebäude nieder und wurde bis 1782 vom landgräflichen Baumeister Johann Martin Schuhknecht wieder aufgebaut.

Nach dem zweiten Weltkrieg diente das Orangeriegebäude bis zur Fertigstellung des Staatstheaters 1972 als Behelfsbühne für das ausgebrannte Hoftheater (Maßstäbe setzte hier der Intendant Gustav Rudolf Sellner).

Eine umfassende und stilgerechte Wiederherstellung erfolgte 1975-78 durch den Architekten Johannes Sommer. Seitdem finden hier kulturelle Veranstaltungen statt.

Zur pilastergegliederten Südfassade öffnet sich der große Saal mit elf fein versprossten französischen Fenstertüren zum Garten. Die breitere Mittelachse betont ein Segmentgiebel, zweigeschossige Eckrisalite mit flachen Dreiecksgiebeln und Balkonen fassen das Gebäude. Die übrigen Fassaden sind schlichter gehalten und weisen ebenfalls zwei Geschosse auf. Das sich westlich anschließende Gewächshaus De la Fosses wird heute als Restaurant genutzt.

Die den Nordeingang der Orangerie schmückende Toranlage wurde 1850 vom ehemaligen Palais am Markt hier aufgestellt. Die Anlage wurde 1748 bei der Erweiterung des landgräflichen Palais errichtet. Sie besteht aus mit reicher Bauplastik - Urnen und Rüstungen - versehenen Sandsteinpfeilern, einem zweiflügeligen Gittertor mit prächtiger Bekrönung und einem schmiedeeisernen Gitterzaun (zur Zeit nicht eingebaut), dessen Stäbe mit Bändern geschmückte Lanzenspitzen zieren.

Zwei von J. M. Olbrich für die Gartenausstellung 1905 im Orangeriegarten entworfene Brunnenschalen aus rotem Sandstein sollen nach ihrer Restaurierung auf der Mathildenhöhe aufgestellt werden.

Im östlichen Gartenteil auf der Höhe Seekatzstraße Gewächshaus aus den fünfziegr Jahren mit filigraner Glas-Stahl-Öffnung nach Süden.

Die Orangerieallee ist die städtebaulich wichtige Mittelachse der gesamten Anlage.