Il casino di Ca' Zane è stato progettato nell'ambito della realizzazione di palazzo Zane dalla scuola di Baldassare Longhena. Il Longhena, autore della Basilica di Santa Maria della Salute, fu incaricato di realizzare un palazzo per la ricca famiglia veneziana in qualità di proto (capomastro). Gli Zane erano all'epoca una delle più ricche famiglie veneziane, tanto che era uso dire di una favolosa ricchezza "l'haver dei Zane",  e programmarono la ristrutturazione di un loro edificio già esistente assegnandone l'intervento al Longhena che però, già anziano, non riuscì a completarlo a causa della sua morte. L'opera fu completata dalla sua scuola, dall'architetto Antonio Gasparri, e vide anche la realizzazione di un giardino seicentesco e del casino di Ca' Zane, affascinante architettura dedicata al gioco ed alla realizzazione di una biblioteca di famiglia. L’interno, riccamente decorato, è attribuita al celebre stuccatore Abbondio Stazio e allo scultore Andrea Brustolon; si trova in particolare la sala da ballo al piano terra sovrastata al piano superiore da una balaustra in legno che ne segue tutto il perimetro. Gli affreschi sono stati recentemente attribuiti a Sebastiano Ricci, e l'intero complesso è stato restaurato a cura della Fondazione Bru Zane, restituendo una magnifica architettura dedicata alla musica romantica. Un recente intervento ha visto anche il recupero del giardino di collegamento con il palazzo principale, purtroppo in parte occupato da costruzioni successive.