В стихотворении 1840 года «Как часто пестрою толпою окружен…» М.Ю. Лермонтов писал:
И вижу я себя ребенком; и кругом
Родные все места: высокий барский дом
И сад с разрушенной теплицей…
Теплица в усадьбе Арсеньевых была построена в конце XVIII – начале XIX веков. При разработке в 1968 проекта ее восстановления архитектор Ф.Г. Дубровин использовал аналоги старых усадебных теплиц. В том же году она была восстановлена на прежнем месте. Однако, как оказалось впоследствии, ее площадь была сокращена вдвое против исторической, что подтверждается планом усадьбы, не известным Дубровину. Учитывая износ здания и возросшие потребности в ее продукции, фирма «Реставрация» (г. Саранск) в 2009, не изменяя архитектурного решения Дубровина, произвела ее перестройку, увеличив площадь. В плане она прямоугольная, стены и перегородка из кирпича, крыша остеклена по металлическим уголкам, закрепленным на деревянных стропилах. Дверные проемы простые, дощатые. Площадь строения 106,5 кв.м., высота – 2,5 м.
В теплице производится выгонка и выращивание горшечных цветов, рассады для открытого грунта, луковичных культур (гиацинтов, нарциссов, тюльпанов), укореняются и выращиваются черенки гортензии, герани, бегонии; культивируются редкие экзотические растения, распространенные в первой половине XIX века: лимон, гранат, олеандр, пальмы нескольких видов. В настоящее время здание теплицы используется как экспозиционное.