Der unterhalb des Leonberger Schlosses angelegte Pomeranzengarten ist ein Kleinod ganz besonderer Art: einer der wenigen in der Struktur erhaltenen Terrassengärten aus der Zeit der Renaissance. Mit dem Einzug der Herzogswitwe Sibylla von Württemberg, geborene Anhalt-Zerbst-Bernburg (1564–1614), in das Schloss Leonberg 1609 wurde der renommierte Hofbaumeister Heinrich Schickhardt (1558–1635) beauftragt, nicht nur das Schloss im aktuellen Zeitgeschmack neu zu gestalten, sondern auch einen Lustgarten anzulegen.
Die an Botanik und Heilkunde interessierte Herzogin, Gemahlin Friedrichs I. von Württemberg, war bereits in Stuttgart Herrin eines im ganzen Reich berühmten Gartens gewesen. So ließ ihr Sohn Johann Friedrich nach den Vorstellungen seiner Mutter in Leonberg einen „fürstlichen Lustgarten samt Pomeranzenhaus und Brunnenkasten“ nach italienischem Vorbild anlegen.
Auf der Südseite unterhalb des Schlosses wurde eine rechteckige Terrasse mit doppelläufigem Treppenabgang zum Tal angelegt. Der Lustgarten liegt somit quer vor dem Schloss mit einer darauf bezogenen Mittelachse. Vier kleine, wehrturmartige Pavillons mit Pyramidendach markieren seine Eckpunkte. Ein breiter, balustradengesäumter Weg umgibt den Garten und eine achteckige Brunnenanlage mit Obelisk, der vom Leonberger Steinmetz Hans Josenhans ausgeführt wurde und eine Widmungsschrift Schickhardts auf Herzogin Sibylla trägt, bildet seinen Mittelpunkt.
Seinen ursprünglichen Idealplan passte Schickhardt den tatsächlichen Gegebenheiten an, indem er die in der Renaissance übliche Quadrataufteilung zu querrechteckigen Formen abänderte. Mit den geometrisch gegliederten Hochbeeten, die zur Erhaltung ihrer Form mit Naturstein eingefasst wurden, verblieb Schickhardt in der tradierten Gestaltungsform seiner Zeit.
Wertvollste Pflanze des Gartens und damit auch namensgebend war die Pomeranze. Eine Bitterorange, die in der Küche und Hausapotheke Verwendung fand. Doch nicht nur für Heilzwecke oder wegen ihres Blütenduftes war die Pomeranze wichtig. Sie galt als Statussymbol und stellt als Sinnbild für die goldenen Äpfel der Hesperiden die Beziehung zum Paradiesgarten der Antike her.
Die Pomeranzen wurden in Kübeln gezogen und wurden im Sommer in der Mittelachse des Gartens aufgestellt. Zur Überwinterung waren sie in einem hölzernen, abschlagbaren Pomeranzenhaus auf der oberen Terrasse untergebracht, das mit mehreren Öfen und auf allen Seiten ins Fachwerk eingepassten Fenstern ausgestattet für ausreichend Licht und Wärme sorgte. Heute befindet sich anstelle des nicht erhaltenen Hauses ein Laubengang.
Bis 1613 kaufte man weiteres Gelände unterhalb der Terrasse für einen Baum- und Küchengarten an, zu welchem man über die Treppenanlage gelangen konnte. Unter den Treppenläufen waren drei Grottennischen vorgesehen, wovon nur die mittlere mit einem Brunnen und beidseitigen Figurennischen ausgeführt wurde. Die Arbeiten an der unteren Terrasse sind vielleicht nie beendet worden, da Sibylla 1614 starb.
Mit der Dreiteilung in Lust-, Obst- und Küchengarten verblieb Schickhardt bei der bis ins 18. Jahrhundert hinein gültigen Einteilung eines fürstlichen Gartens. Der Pomeranzengarten unterscheidet sich dennoch in seiner Anlage von der Gestaltungsform deutscher Gärten dieser Zeit, welche – mittelalterlichen Traditionen folgend – die Umgebung ausschlossen. In italienischen Anlagen wurden damals bereits Schloss, Garten und Landschaft zu einem Gesamtkunstwerk komponiert. Vor diesem Hintergrund erscheint die moderne Form des Pomeranzengartens besonders bemerkenswert.
Das Schloss wurde nach 1742 nicht mehr als fürstlicher Wohnsitz genutzt. Daher verkam der Pomeranzengarten zum Obst- und Gemüsegarten und verwilderte. Erst zu Beginn der 1970er-Jahre wurden bei Rodungsarbeiten die Fundamente des Gartens wieder entdeckt. Bis 1980 konnte er auf der Grundlage von Originalplänen Schickhardts restauriert werden. Der unterhalb der Gartenterrasse angelegte Obstgarten und der neben der Terrasse angelegte Küchengarten wurden nicht wieder hergestellt, wie auch die früher reich ausgestattete Brunnengrotte am Fuß der Treppenanlage.
Im Jahr 2009 wird nun das 400-jährige Jubiläum des Gartens gefeiert. Hierzu werden noch einmal Restaurierungs- und Renovierungsarbeiten nach neusten Erkenntnissen aus Archivalien durchgeführt: Die räumliche Begrenzung der Mittelachse durch zwei Pfeiler mit Obelisken soll wieder hergestellt werden, ausserdem werden die Balustradeneinfassungen der Treppenabgänge und die Ausstattung der Grotte erneuert. Zudem ist eine Neubepflanzung geplant, sodass seltene und bekannte Duft-, Gewürz- und Heilpflanzen – ganz im Sinne eines Renaissancegartens – gleichermaßen vertreten sind: eine Verbindung aus Schönheit, Seltenheit und Verwendbarkeit.