Il giardino formale di Villa Cetinale, conosciuto come giardino degli agrumi, si sviluppa sul retro della villa, ed è composto da aiuole a disegno geometrico bordate da siepi di bosso. Tutte le aiuole sono ornate da pavoni scolpiti nel tasso e da statue. Il restante spazio esterno è impostato su un lungo asse rettilineo segnato da un basso muro coronato da busti marmorei.
L'asse, che inizia con un'esedra, prosegue lungo un viale di cipressi e dopo aver attraversato un monumentale portale giunge alla villa. Il portale ornato internamente sui lati d'entrata da due nicchie con statue, è completato in alto da obelischi e busti scultorei decorativi.
L'asse prosegue oltrepassando la villa e il giardino formale continuando il suo percorso fino a terminare con la colossale statua dell'Ercole, eseguita nel 1687 da Giuseppe Mazzuoli, un rustico colosso in pietra nascosto nel bosco lontano dalla dimora.
A nord della villa, su un'area boschiva venne realizzato il parco della Tebaide. All'interno del parco, che prende il nome dalla zona desertica dell'alto Egitto abitata nel medioevo dagli eremiti cristiani, si dipana un tortuoso cammino di penitenza, tra cappelle votive, croci in pietra e numerose sculture di frati in ginocchio.
Collegata alla villa, mediante una rapida scalinata scavata nella roccia detta Scala Santa, si trova il Romitorio aggiunto nel 1716. Con questo intervento venne accentuata l'importanza dell'asse che si prolungò fino alla sommità della collina.