Luua mõisa (saksa k Ludenhof) ajalugu ulatub tagasi keskaega. Mõisat on esmamainitud 1519. aastal, mõisa nimi pärineb von Ludenitelt, kellele ta oli keskajal Tartu piiskopi poolt läänistatud. Alates 1620test aastatest kuulus mõis von Strömfeldidele.

Johann von Strömfeldi ajal 1736. aastal püstitati mõisa praeguseni säilinud väike barokne peahoone. Mõisa ehitamisel oli eeskujuks mõned aastad varem valminud Saare mõis (hävinud). Nagu Saare mõisas nii ka Luualgi püstitati kõrgel soklil olev ühekorruseline kivihoone, mille keskosa ilmestas kolme akna laiune segmentkaarne pealeehitus.

Hoone keldrikorrusena kasutati ära aga massiivsete müüridega vanem rajatis, arvatavasti osa keskajal samas paigas asunud vasallilinnusest. 1745. aastal von Münnichite valdusse läinud mõisa omandasid 1831. aastal von Oettingenid, kes sajandi lõpul pikendasid hoonet parempoolsest otsast. Tollal rajati ka liigirikas park.

Arved von Oettingenilt 1919. aastal võõrandatud mõisahoones tegutseb alates 1948. aastast tänini metsanduskool. 1950tel aastatel kahekorruseliseks ehitatud hoone restaureeriti 1997-2000, taastades esindusruumide (sh saali) baroksed interjöörid ning osalt ka väliskuju. Kõrvalhooneist on vaatamisväärne 19. sajandi lõpust pärinev Ðveitsi stiilis puitpitsiline kavaleridemaja. Ülejäänud hooned on tundmatuseni ümber ehitatud.

Mõisasüdamesse ja selle lähedusse on 20. sajandi teisel poolel püstitatud hulganisti uusehitusi, millega Luua on muutunud arvestatavaks maa-asulaks.

Ajaloolise jaotuse järgi Tartumaale Palamuse kihelkonda kuulunud mõis jääb kaasajal Jõgevamaale Palamuse valla territooriumile.