Ядром собора является императорская капелла в византийском стиле. Прообразом капеллы стала итальянская базилика Сан-Витале, что можно увидеть в восьмиугольных формах, золотых мозаиках и полосатых арках. Пол собора выполнен из мрамора.

В Ахенском соборе собраны важнейшие реликвии христианства, именуемые «Великими реликвиями». Среди них: исподнее платье Девы Марии, пеленки Младенца Христа, пояс, который Христос носил во время распятия, и покрывало, на котором обезглавили Иоанна Крестителя. «Великие Реликвии» выставляют всего один раз в семь лет, поэтому повезет тем, кто сможет посетить Ахенский собор в июне 2014 года.

Что касается архитектуры, то Ахенский собор представляет большое каменное здание с шестнадцатью гранями. Внутренний зал восьмиугольный, его окружает кольцевая галерея с бронзовым ограждением. Высота купола капеллы – 31 метр, а своды собора поддерживаются мраморными колоннами, которые относятся к эпохе Каролингов. Во время богослужений император и его приближенные поднимались по винтовым лестницам, проложенным в толще стен, на галерею второго яруса. Украшением западного входа служат бронзовые двери VIII века, их вес составляет 4 тонны.

Императоры Германии короновались на троне, который находится в верхней галерее. В ее стенах можно увидеть 13 витражей, выполненных из цветного стекла. Их высота составляет 30 метров.

Собор строился и достраивался на протяжении почти тысячелетия. Существует легенда, что в свое время деньги на строительство пришлось просить у дьявола взамен на душу первого человека, который войдет в достроенный собор. Но горожане оказались хитрее и впустили в собор волка, а дьявол в спешке не заметил подмену.