La grotte de Meudon fait partie de l'ancien château de Meudon, dans le goût italien à la mode à la cour du roi de France, commencé en 1520 par le cardinal Antoine Sanguin et agrandi par Charles de Guise, cardinal de Lorraine, à partir de 1553.

C'est est une structure artificielle en terrasses, petit palais de fantaisie dédié aux nymphes et aux muses. Ce vaste ensemble de bâtiments, escaliers, murs de soutènement décorés en rocailles, céramiques, peintures et jeux d'eau "coquins", a été construit entre 1553 et 1559 selon les plans de l'architecte italien Le Primatice et de ses collaborateurs de l'école de Fontainebleau, Nicolas del Abati et Dominique Florentin.

Au rez de chaussée du pavillon central se trouvait une vaste salle voûtée qui constituait la grotte proprement dite, donnant par extension son nom à tout l'édifice