این قصر که در قسمت شمال غربی قلعۀ ارگ واقع شده است، در قدیم تنها گلخانه بود و در این مکان گل‌های دربار نگهداری می‌شد، بعدها در اینجا قصر اعمار شد. تاریخ دقیق اعمار این قصر مشخص نیست؛ اما دفتر کار تابستانی محمد نادر خان در همینجا بود. قصر گلخانه در دورۀ پادشاهی محمد ظاهرشاه به شکل عصری ساخته شد. همانگونه که در قدیم دفتر رسمی پادشاه در قصر گلخانه بود و بیشتر دیدار‌هایش نیز در همینجا انجام می‌شد، قصر گلخانه هنوز نیز دفتر کاری رئیس‌جمهور است. جلسات نوبتی شورای وزیران نیز گهگاهی در اینجا و برخی اوقات نیز در قصر چهارچنار برگزار می‌شود. دیدار‌ها و نشست‌های کوچک نیز در قصر گلخانه انجام می‌شود. از زمان بنای گلخانه تا امروز همیشه این قصر دفتر کار رئیس کشور بوده است؛ اما قسمی به نظر می‌رسد که در زمان محمد ظاهرشاه دفتر موقت صدراعظم نیز در همین قصر بوده است و یا هم وی دیدارهایش را در اینجا انجام می‌داده است. این قصر دفتر فرمانروایان مختلف و گواه رویدادهای خونین بسیار بوده است، در کودتای ثور، محمد داوود خان اولین رییس جمهور افغانستان در مقابل زینه طبقه اول قصر گلخانه به شهادت رسیده است.