II. Dünya savaşındaki tahribata rağmen Charlottenburg Sarayı'nda (Schloss Charlottenburg) 17. ile 20. yüzyıllar arasındaki Hochenzollern kraliyet kültürünü yaşamak mümkündür. Daha sonraki saray ve bahçe tesisinin temelini oluşturan bina, 1695 ile 1699 yılları arasında küçük bir yazlık saray olarak Prenses Sophie Charlotte von Brandenburg için Arnold Nering tasarımlarına göre inşa ettirilmiş olan Lietzenburg sarayıdır.
Bahçe, Almanya'nın Fransız tarzında düzenlenmiş ilk Barok tesislerinden biridir. I. Friedrich'in, 1701 yılında taç giymesinden sonra binada kapsamlı tadilat ve genişletme çalışmaları başlatıldı. Günümüzde, porselen bölümü gibi Barok tarzı odalar veya şapel binası tekrar büyük ölçüde orijinal biçiminde görülebilir. Saray, Büyük Friedrich'in tahta çıkışından sonra önemli ölçüde genişletilmiştir. 1740 yılında Georg Wenzeslaus von Knobelsdorff'un planlara uygun şekilde prestijli balo salonları, Altın Galeri (Goldene Galerie) ve Beyaz Salon'u (Weißer Saal) barındıran yeni kanadının inşasına başlandı. Antoine Watteau'un tabloları saraydaki en önemli sanat eserleri arasında bulunmaktadır.
Hem II. Wilhelm Friedrich hem III. Wilhelm Friedrich ve eşi Luise Charlottenburg, sarayı yazlık ikametgâh olarak kullandı. Karl Friedrich Schinkel 1810 yılında kraliçe için yeni bir yatak odası tasarladı. Kütüphane, IV. Wilhelm Freidrich döneminden günümüzde orijinal donanımlarıyla ulaşmıştır.
Saray bahçesinde Yeni Köşk (Neuer Pavillon), Belveder ve Kraliçe Luise'nin mezarının bulunduğu anıt mezar (Mausoleum) yer almaktadır. Yeni kanat, tadilat çalışmaları nedeniyle Kasım 2012'den beri kapalıdır.