La villa, tra le più famose costruzioni dell'architettura moderna e modello imprescindibile per le successive generazioni di architetti, è certamente la più celebre tra quelle progettate da Andrea Palladio, che la ideò nel 1566 per Paolo Almerico, referendario apostolico a Roma per Pio IV Medici e Pio V Ghislieri, tornato a Vicenza nel 1565.
L'edificio, completato da Vincenzo Scamozzi per i fratelli Capra che l'acquistarono nel 1591, si trova appena fuori dalla città di Vicenza su un poggio, in linea con le suggestioni arcadiche del tempo.
La struttura, a pianta centrale, è sormontata da una cupola (primo caso in assoluto per una struttura abitativa) ed è di fatto il risultato dell'intersezione di un quadrato con una croce greca, i cui bracci sono caratterizzati da quattro avancorpi a loggia con timpano che si rifanno alle facciate dei templi classici.
L'interno è stato decorato nel corso dei secoli da vari artisti, tra cui Alessandro Maganza, Anselmo Canera, Louis Dorigny, Lorenzo e Agostino Rubini, Ruggero Bascapè, e altri con affreschi di soggetto religioso, mitologico, allegorie profane, statue e stucchi.