Situato sulle pendici orientali della valle del fiume Fine, il territorio comunale di Santa Luce si estende in una regione collinare compresa fra la Val d'Era e la Valle del Savalano. In origine castello feudale dei Cadolingi di Fucecchio, nel XIII secolo Santa Luce, al pari di tutti i territori delle Colline Superiori, era posta sotto la giurisdizione ecclesiastica e politica dei vescovi di Pisa, che ne mantennero a lungo il dominio, come attesta l'atto con il quale il vescovo Oddone concesse nel XIV secolo a un suo visconte la giurisdizione su quelle terre. Nel 1406, durante l'assedio di Pisa, fu uno dei primi castelli a fare atto di sottomissione nei confronti di Firenze, città alla quale si ribellò nel 1494 insieme alla Repubblica di Pisa e ad altri castelli già appartenuti al dominio pisano. Per ritorsione i fiorentini, riottenutone il possesso dopo pochi mesi, ne abbatterono la rocca e le fortificazioni. Ridotta a borgo aperto, Santa Luce ha avuto nei secoli seguenti una storia simile a quella dei borghi vicini. Un episodio in particolare avvenne fra il 1554 e il 1558: nacque una controversia con il vescovo di Pisa a proposito dei diritti di pascolo. Appellatasi a Cosimo I, la comunità di Santa Luce vide riconosciute e riconfermate le proprie prerogative. Durante la Il Guerra Mondiale il territorio di Santa Luce fu teatro di numerose operazioni partigiane. Nel passato l'economia del territorio si basava prevalentemente sull'agricoltura con produzione di olio, vino, grano e cereali minori; le colline erano ricoperte di boschi di alto fusto, poco sfruttati, mentre sulle rive del torrente Sabbiena erano attivi alcuni mulini. Ancora oggi l'economia non è mutata e Santa Luce è il comune della provincia di Pisa con la più alta percentuale di addetti all'agricoltura sul totale della popolazione attiva (32,83%) impiegata nella produzione di grano, foraggi, olive; sviluppato è anche l'allevamento bovino.