Реконструкция всего комплекса, включавшего небольшой казино (ныне Музей) и кофейню (современную Виллу Лючия) и Парк, была поручена архитектору Антонио Никколини, который работал над ней с 1817 по 1819 год.
Никколини, как видно из автографического плана, хранящегося в Музее Сан-Мартино, спроектировал здание с прямоугольным центральным корпусом и двумя перпендикулярными симметричными крыльями, обращёнными на север. Кроме того, он добавил к центральному входу здания небольшую портикованную площадку для стоянки карет — архитектурное решение, уже применённое для театра Сан-Карло.
С южной стороны, где здание имело три уровня из-за сильного уклона местности, Никколини разработал для цокольного этажа основание из лавового камня с мраморной двухмаршевой лестницей, которая соединяет здание с окружающим парком и открывает вид на живописную панораму города.
После смерти герцогини Флоридии в 1826 году, монументальные здания и парк претерпели множество изменений со стороны наследников до 1919 года, когда Вилла была куплена государством и стала музеем.
Музей Герцога ди Мартина с 1931 года является домом одной из крупнейших итальянских коллекций декоративного искусства, включающей более шести тысяч произведений западного и восточного происхождения, датируемых XII—XIX веками, основным ядром которых является керамика.
Коллекция, давшая название музею, была собрана во второй половине XIX века Плачидо де Сангро, герцогом ди Мартина, и подарена в 1911 году городу Неаполю его наследниками. Герцог, родившийся в Неаполе в 1829 году, принадлежал к знатному роду, тесно связанному с Бурбонским двором; после объединения Италии он переехал в Париж, где начал приобретать предметы прикладного искусства, контактируя с ведущими европейскими коллекционерами и участвуя в крупных всемирных выставках.
В 1881 году умер его единственный сын, и вся коллекция в 1891 году была унаследована одноимённым племянником, графом де Марси, который через супругу Марию Спинелли ди Скалеа в 1911 году передал её городу Неаполь.
Музей располагается на трёх этажах: на первом этаже представлены, помимо некоторых картин, резные слоновые кости, эмали, черепаховые изделия, кораллы и бронзы средневекового и ренессансного периодов, ренессансная и барочная майолика, стекло и хрусталь XV—XVIII веков, мебель, шкатулки и предметы обстановки. На втором этаже представлена коллекция европейского фарфора XVIII века, включающая образцы самых известных мануфактур века — Мейсен, Дочча, Неаполь и Каподимонте, французский, немецкий и английский фарфор. Наконец, в цокольном этаже размещена коллекция предметов восточного искусства, среди которых выделяется значительная коллекция китайского фарфора эпох Мин (1368—1644), Цин (1644—1911) и японского фарфора Какиэмон и Имари.
Используя естественный склон местности вниз к морю, Никколини перепроектировал наружные территории, чередуя большие лужайки и клумбы с эффектными декорациями, лесоподобными участками и крутыми террасами.
Для зон вокруг главного здания он применил более регулярные и симметричные решения, соответствующие неоклассическому стилю. Он также создал открытый театр, ионическую беседку, оранжереи и несколько пещер для экзотических животных: эти архитектурные элементы сохранились и сегодня на территории парка, передавая первоначальную живописную атмосферу.
