Pomimo zniszczeń II wojny światowej, Pałac Charlottenburg pozwala odwiedzającym poznać kulturę dworską dynastii Hohenzollernów od XVII do początku XX wieku. Pierwotnym budynkiem późniejszego kompleksu pałacowo-ogrodowego był pałac Lietzenburg, który został zbudowany w latach 1695-1699 jako mały pałacyk dla elektorowej Zofii Charlotty Brandenburskiej na podstawie projektów Arnolda Neringa.

Ogród był najwcześniejszym barokowym ogrodem w Niemczech zaprojektowanym w stylu francuskim. Po koronacji Fryderyka I na króla w 1701 r. rozpoczęto szeroko zakrojone prace przebudowy i rozbudowy. Dziś barokowe pokoje, takie jak gabinet porcelany i kaplica, można oglądać w dużej mierze w ich oryginalnej formie.

Pałac przeszedł poważną rozbudowę po wstąpieniu na tron Fryderyka Wielkiego. W 1740 roku rozpoczęto prace nad budową Nowego Skrzydła i jego reprezentacyjnych sal bankietowych, Złotej Galerii i Białej Sali, a także apartamentów królewskich, zgodnie z planami Georga Wenzeslausa von Knobelsdorffa. Do najważniejszych dzieł sztuki w pałacu należą obrazy Antoine'a Watteau.

Fryderyk Wilhelm II i Fryderyk Wilhelm III oraz jego żona Luise również wykorzystywali pałac Charlottenburg jako swoją letnią rezydencję. W 1810 roku Karl Friedrich Schinkel zaprojektował nową sypialnię dla królowej. Z czasów Fryderyka Wilhelma IV zachował się pokój biblioteczny z oryginalnym wyposażeniem.

W ogrodach pałacowych znajduje się Nowy Pawilon, Belweder i mauzoleum z grobowcem królowej Luizy.