Villa Zeno appare già sui “Quattro Libri dell’architettura”, la fondamentale opera di Andrea Palladio, a testimoniare l’importanza che lo stesso architetto le riconosceva. Il progetto palladiano intervenne modificando una struttura già esistente: questo spiega le particolarità della pianta, dissimile dalla maggior parte delle altre ville palladiane.
Altra peculiarità è il singolare rovesciamento degli elementi usati solitamente nella qualificazione delle facciate, la posteriore con la loggia e l’anteriore liscia, traforata solo da una sorta di scacchiera di finestre.
L’impostazione generale della villa con il vasto cortile aperto trova invece riscontri in Villa Saraceno a Finale di Agugliaro e in Villa Pojana a Pojana Maggiore. Come quest’ultima, Villa Zeno presenta portici contigui al corpo padronale quali semplici collegamenti alle barchesse vere e proprie (gli edifici riservati alle attività lavorative).
Nel 1996 la villa è stata dichiarata Bene dell’ Umanità dall’UNESCO.