Nach den Plänen des Fürsten sollten von Anfang an Bitterorangenbäume die Auffahrtsrampe zieren. Diese kleinen Bäume mit ihren dunkelgrünen Blättern, den weißen, nach Vanille duftenden Blüten und den orangefarbenen Früchten bildeten und bilden bis heute ein wesentliches Gestaltungselement der Parkräume. Im mitteleuropäischen Klima mit seinen frostigen Wintern benötigten sie jedoch während der kalten Jahreszeit ein Winterquartier. Obwohl im Park mehrere Wintergärten, Gewächshäuser und Orangerien bestanden, plante Pückler ein noch größeres und repräsentativeres Bauwerk.
Die heutige Orangerie entstand hier im Jahr 1844 anstelle einer ehemaligen Brauerei. Sie wurde im Stil der englischen Neogotik mit den dafür charakteristischen Tudorbogenfenstern errichtet. Dieser Bau für die Orangenbäume sollte nach den Plänen des Fürsten lediglich die zweite, weniger imposante Orangerie darstellen. Das gesamte Areal, einschließlich der Bebauung des heutigen Schlossvorwerks, sollte einen prächtigen Küchengarten bilden. Hier sollten Treibhäuser, zwei Orangerien, eine Ananasserie und ein den Orangerieplatz umschließender Wintergarten entstehen.
Verwirklicht wurden lediglich die „Zweite Orangerie“ sowie die Ananasserie samt Küchengarten. Im Laufe der Jahre verfielen diese Gebäude zunehmend. Die letzten Standesherren von Muskau errichteten neue Gewächshäuser und ein Palmenhaus im östlichen Teil des Parks. Während des Zweiten Weltkriegs wurden sämtliche Parkgebäude beschädigt.
Die Orangerie wurde 1994 restauriert; seit dem Jahr 2000 kehren auch die Bitterorangenbäume hierher zurück. Begann man zunächst mit 40 Exemplaren, so umfasst der Bestand heute bereits mehr als 120 Bäume. Von Mai bis Oktober schmücken 72 von ihnen die Auffahrtsrampe des Schlosses.