La villa, a pianta rettangolare, si sviluppa su tre piani con una attico centrale che si eleva per un altro piano. Ai fianchi dell'edificio sono addossati due corpi, di cui quello a destra, contiene la cappella gentilizia, dedicata alla Madonna del Rosario. La facciata, estremamente semplice, è rivolta verso il giardino, al cui centro si apre un portone sormontato da un balcone, ed è appena ritmata da piatte lesene e cornici marcapiano.
L'interno della villa è impreziosito un rarissimo caso di arredamento settecentesco rimasto intatto sin dall'ultima sistemazione avvenuta tra il 1768 e il 1779. Sina dal vestibolo colpiscono gli affreschi delle scene delle stagioni e i ritratti della famiglia e dei conoscenti amici, opera del tirolese Ignazio Moder. Lo spirito cosmopolita di Mario Bianchi Bandinelli si manifesta anche in altre scelte esotiche, come le carte da parati parigine, i panni con le cineserie ed altri arredi eccentrici ma di buon gusto.
All'interno del giardino sono riconoscibili due zone: una antistante la villa nota come il Piazzone, l'altra l'orto-giardino. La prima è impostata, rispetto alla facciata su un asse di simmetria, ai cui lati si trovano grandi aiuole a prato contornate da basse siepi di bosso, e si conclude, a sud, con il settecentesco teatro di verzura. Questo, leggermente sopraelevato è circondato da alte siepi di alloro e da un proscenio, composto da due arcate gemelle, sormontate da trionfali frontoni in cui sono inseriti gli stemmi delle famiglie Bianchi Bandinelli e Chigi Zondadari. Le arcate sono ornate da nicchie contenenti le statue della Tragedia e della Commedia, scolpite dallo scultore maltese Bosio.
