Das heutige Ensemble der Orangerie wurde Mitte des 18. Jahrhunderts fertiggestellt. Zum Orangerieplatz gehören das Gärtnerhaus, die Orangerieflügel, das dahinter anschließende Neue und Lange Haus sowie der Rote Turm. Bereits Schlossgründer Ernst August gab große Summen für exotische Pflanzen aus und ließ sich eine Orangerie errichten, die die Bedeutung und den Reichtum eines barocken Hofes repräsentierte. Hunderte Bitterorangenbäume zählten in den besten Zeiten zum Bestand der Orangerie. Auch Granatäpfel, Feigen und Kaffeebäume wurden hier kultiviert.
Im Langen Haus finden im Winter und Frühjahr wechselnde Präsentationen der bedeutenden Pflanzensammlung statt. Im Gärtnerhaus ist eine kleine Ausstellung zur Gartenkultur in Belvedere zu sehen.