Familjen Medici var bland de första att introducera modet att odla citrusfrukter i trädgården. Citrus växer normalt inte i Toscana på grund av att vintrarna emellanåt kan vara alltför bistra, så den behandlades som en exotisk växt. För att kunna använda sig av dess prydnadsvärde var man tvungen att under vintern skydda dem inomhus, i särskilda byggnader som kallades “limonaie”, som betyder just citron, det vill säga vad vi kallar “orangeri”. För att plantorna ska vara enkelt flyttbara, planterades de inte i marken, utan i stora lerkärl som kallas “conche”. Dessa var handgjorda och var i sig mycket dekorativa.
Boboli trädgårdens limonaia ligger halvvägs mellan slottsbyggnaden och trädgårdens slut. Den byggdes av arkitekten Zanobi del Rosso mellan 1777 och 1778, på uppdrag av Leopoldo di Lorena. På platsen hade legat ett menageri som Cosimo III låtit uppföra 1677 och där han höll exotiska djur som han köpt eller fått i gåva från utländska härskare. Dessa djur flyttades till menageriet i Wien. Byggnaden revs då den hade förfallit och ansågs i vilket fall för otillräcklig. Den nya byggnaden var nödvändig för att under vinter kunna härbärgera alla de hundratals citrusträd som var placerade runt om i hela trädgården mellan maj och oktober. La Limonaia är lite mer än hundra meter lång och 8 meter bred, och fylls varje vinter med citrusträd.
Limonaians fasad är uppbyggd med en regelbunden uppdelning i fyra fack, varje fack åtskild av tre stora portaler, krönta med kartuscher dekorerade med girlanger och frukt i barock stil. I varje fack finns fyra stora fönster, som släpper in södersolen och värmer upp lokalen innanför.
Framför byggnaden ligger en parterrträdgård uppdelad i fyra rektangulära kvarter, kantade med buxbom och med citrusträd i stora krukor.
I Limonaian bevaras gamla citrussorter, som man förvärvat från andra Medici villor, privata stiftelser och plantskolor. Speciellt inriktar man sig på att leta upp sorter som beskrivs i antika beskrivningar eller som finns upptagna i trädgårdskataloger från 1800-talet.
