Montemurlo si trova tra Prato e Pistoia, posto sui rilievi subappenninici che dal Monte Javello si distendono verso sud.
Sede di ritrovamenti etruschi e romani, il primo documento scritto di Montemurlo è del 1019. Possedimento dei Conti Guidi, nel 1254 venne ceduto a Firenze. Nel 1274 il suo castello fu riparo degli esuli ghibellini pratesi, che tentarono senza fortuna di impossessarsi del castello dell'Imperatore della guelfa Prato. Dopo la breve dominazione di Castruccio Castracani, dal XVI secolo seguì il destino di Prato.
Sulla sommità del colle si trova la Rocca, sorta nel X secolo in posizione strategica e dominate, con i resti della torre altomedievale visibili nelle cantine e alcuni resti architettonici al primo piano. Le mura odierne, del XIII e XIV secolo, si aprono su Porta del Fattoio, del Ghiotto, e Porta Freccioni. Il borgo conserva anche la pieve di San Giovanni Battista Decollato, del XII secolo, di struttura medievale, a navata unica. Accanto si trova l'oratorio del Corpus Domini, del XVI secolo.
Tutto il territorio comunale è interessato da numerose ville di antiche famiglie fiorentine, purtroppo non visitabili: Villa di Galceto, in località Bagnolo, con facciata lineare ed elegante; Villa Strozzi prima del ponte sul torrente di Bagnolo; la rinascimentale Villa Pazzi, con capella gentilizia; la sontuosa Villa del Barone, alle pendici del monte Iavello, circondata da un ampio giardino; Villa Giamari Giunti, del XVI secolo; Villa di Popolesco, in una zona palustre e la fattoria di Javello, isolata in un'area boscosa.
Da segnalare l'Area Protetta del Monteferrato, attraversata da sentieri trekking.