I territori dei comuni di Carmignano e Poggio a Caiano furono, fra quelli preferiti da Lorenzo il Magnifico, Francesco I e dal granduca Ferdinando, tutti e tre amanti delle belle dimore di campagna, della natura, delle cacce, delle grandi feste nei giardini. Nel 1473/74 Lorenzo il Magnifico (1440-1492), acquistò una "casa da signore" a Poggio a Caiano su una piccola altura presso il torrente Ombrone e i vasti terreni circostanti quasi incolti. Su questi terreni oggi sorge il complesso mediceo di Poggio a Caiano, costituito da Villa Ambra e il suo parco, dalle Scuderie e dalle Cascine di Tavola.
L'altra grande villa è quella di Artimino, detta Villa la Ferdinanda o dei Cento Camini, voluta alla fine del Cinquecento dal Granduca Ferdinando I (1549-1609) sul colle di Artimino. L''imponente edificio è situato al centro del Barco Reale, grandiosa riserva di caccia, curata con grande interesse dal Granduca stesso.
Dal 2014 entrambe le ville sono state dichiarate Patrimonio Mondiale dell’Umanità dall’UNESCO.
Poggio a Caiano è al centro della piana Firenze-Prato-Pistoia, sulle rive del fiume Ombrone, in un vero e proprio crocevia dell'intera area. Deve la sua notorietà alla magnifica Villa Medicea Ambra patrimonio UNESCO, (che dal 2007 ospita il Museo della Natura Morta) e che la sovrasta dalla collinetta. Voluta da Lorenzo il Magnifico e costruita su progetto di Giuliano da Sangallo fra il 1484 e il 1520, il progetto prevedeva la trasformazione della casa allora presente in una nuova residenza nobile secondo il pensiero architettonico rinascimentale di Leon Battista Alberti, in base a un nuovo rapporto fra edificio e natura. Oggi la villa è il prototipo della villa rinascimentale con annesso parco, limonaia e scuderie, ristrutturate nel 2000 e adibite a struttura polivalente.
Fu residenza estiva dei Medici e teatro di importanti avvenimenti della loro storia dinastica. Vi si festeggiarono il matrimonio fra Alessandro de' Medici e Margherita d'Austria (1536), quelli fra Cosimo I ed Eleonora da Toledo (1539) e fra Francesco I e Bianca Cappello (1579). Nella seconda metà del Seicento la villa fu dotata di un teatro per assecondare i capricci di Margherita Luisa d'Orléans. Alla morte dell'ultimo discendente dei Medici l'edificio passò in mano agli Asburgo-Lorena.
All'esterno la villa ha mantenuto quasi intatto l'aspetto originale progettato dal Sangallo, eccetto per le due scalinate gemelle progettate dal Poccianti che conducono al terrazzo, erette nei primi anni dell'Ottocento in sostituzione di quelle originarie diritte e perpendicolari al corpo della villa. Gli interni presentano affreschi di Alessandro Allori, Pontormo, Filippino Lippi e Andrea del Sarto.
Notevole anche la sistemazione dei terreni coltivati che mostrano la genialità innovativa del Magnifico e dei suoi architetti.
A dominare il borgo di Artimino, parte del Comune di Carmignano, è la maestosa Villa Medicea La Ferdinanda, detta anche dei Cento Camini. La sua realizzazione venne affidata dal Granduca Ferdinando I de' Medici all'architetto Bernardo Buontalenti. I saloni interni sono decorati con affreschi di Domenico Cresti detto il Passignano e di Bernardo Poccetti. Al piano terra, si trovano le cantine granducali e le sale d'armi. La villa è proprietà privata e visitabile solo su prenotazione.
Tra gli edifici annessi ad essa, c'è l'elegante struttura della Paggeria che oggi ospita un'albergo.
Artimino offre tantissime altre opportunità di visita. Non lontano dalla Villa Medicea la Ferdinanda sorge la Pieve di San Leonardo, tipico esempio di struttura romanica, la cui fondazione è attribuita alla contessa Matilde di Canossa.
Inoltre, sul territorio sono ancora ben conservate numerose testimonianze etrusche che costituiscono il Parco Archeologico di Carmignano, immerso in un ambiente naturalistico tra i più belli della Toscana. Il Museo Archeologico Etrusco F. Nicosia raccoglie reperti provenienti da tutta l'area, in particolare dal Tumulo di Montefortini, dall'Area archeologica di Pietramarina e dalla Necropoli di Prato Rosello.