باغ چهل ستون تنها قسمت کوچکی از باغ وسیع جهان نما است که پیشینه آن به قبل از دوران صفوی می رسد. شاه عباس اول در میان آن کوشکی بنا کرد که هسته نخستین کاخ چهل ستون بود و تالار میانی کاخ و غرفه های چهار گوشه آن را شامل می شد. در دوران حکومت شاه عباس دوم تحولات چشمگیری در این ساختمان پدید آمد و ایوان ستوندار، ایوان آیینه، سالن های الحاقی در اضلاع شمالی و جنوبی ایوان ستوندار، ایوان های طرفین تالار مرکزی، دو استخر در دو قسمت شرقی و غربی و نقاشی های دیواری تالار مرکزی به بنا افزوده شد

این کاخ بطور رسمی در سال 1057 هجری قمری به منظور تشریفات و پذیرایی از پادشاهان و صاحب منصبان دولت های هم عصر دولت صفوی اختصاص داده شد

براساس شعر نورالدین محمد نجیب کاشانی در کتیبه گچی ایوان، این کاخ در سال 1118 هجری قمری در زمان سلطنت شاه سلطان حسین دستخوش حریق شده که قسمت های سوخته باز سازی و ترمیم شده اند. با حضور سلسله افشاری و متعاقب آن در اوایل حکومت قاجار دو نقاشی دیواری دیگر به سالن مرکزی الحاق گردید. همزمان با صدارت مسعود میرزا - فرزند ناصرالدین شاه قاجار و مقارن با قرن 12 هجری به دستور شخص او، آسیب هایی به بنا وارد شد که بعدها توسط کارشناسان و اساتید ایتالیایی و ایرانی مرمت گردید. کاخ چهل ستون در تاریخ 15/10/1310 خورشیدی به شماره 108 در فهرست آثار ملی ایران به ثبت رسید

در نامگذاری این بنا به عنوان چهل ستون به دو دلیل می توان اشاره نمود: نخست آنکه عدد 40 در عرفان اسلامی نماد تعدد و کثرت است و دوم آنکه انعکاس تصویر 20 ستون ایوان ضلع شرقی کاخ در استخر مقابل، در مجموع تعداد ستون ها را به چهل می رساند