Keskajast pärinev Loona mõis (saksa k Kadvel) kuulus 16. sajandil Lodedele, kes ehitasid ta välja kivist kindluselamuna (vasallilinnusena). Mõisat on esmamainitud 1506. aastal.

Von Lodede aadliperekonna valduses oli mõis kuni 1791. aastani, sealt tuleneb ka eestikeelne nimi. Hiljem oli mõis nii von Stackelbergide, von Bergide, von Osten-Sackenite kui ka von Ekesparrede omanduses. 1820test aastatest kuni võõrandamiseni kuulus mõis von Hoyningen-Huenede aadliperekonnale. Mõisa viimane võõrandamiseelne omanik oli Olga von Hoyningen-Huene.

Keskaegse vasallilinnuse keldriruumidele püstitatud ühekorruseline kivist mõisahoone on ehitatud mitmes järgus peamiselt 17.-18. sajandil. Oma praeguseni säilinud saaremaalikult tagasihoidliku klassitsistliku välimuse sai hoone 19. sajandi alguspoolel. 1997. aastal renoveeritud mõisas asub Vilsandi Rahvuspargi keskus. Suures ja korrastatud pargis on säilinud ka mõned kõrvalhooned.

Lisaks pakub mõis ka turismiteenuseid.

Ajaloolise jaotuse järgi Saaremaale Kihelkonna kihelkonda kuulunud mõis jääb kaasajal Saaremaale Kihelkonna valla territooriumile.