Ядром собору є імператорська капела у візантійському стилі. Прообразом капели стала італійська базиліка Сан-Вітале, що можна побачити в восьмикутних формах, золотих мозаїках і смугастих арках. Пол собору виконаний з мармуру.
У Аахенський соборі зібрані найважливіші реліквії християнства, іменовані «Великими реліквіями». Серед них: спіднє сукню Діви Марії, пелюшки Немовля Христа, пояс, який Христос носив під час розп`яття, і покривало, на якому обезголовили Іоанна Хрестителя. «Великі Реліквії» виставляють всього один раз на сім років, тому пощастить тим, хто зможе відвідати Ахенский собор у червні 2014 року.
Що стосується архітектури, то Ахенский собор являє велика кам`яна будівля з шістнадцятьма гранями. Внутрішній зал восьмикутний, його оточує кільцева галерея з бронзовим огорожею. Висота купола капели - 31 метр, а склепіння собору підтримуються мармуровими колонами, які відносяться до епохи Каролінгів. Під час богослужінь імператор і його наближені піднімалися по гвинтових сходах, прокладеним в товщі стін, на галерею другого ярусу. Окрасою західного входу служать бронзові двері VIII століття, їх вага становить 4 тонни.
Імператори Німеччини коронувалися на троні, який знаходиться у верхній галереї. В її стінах можна побачити 13 вітражів, виконаних з кольорового скла. Їх висота становить 30 метрів.
Собор будувався і добудовувався протягом майже тисячоліття. Існує легенда, що свого часу гроші на будівництво довелося просити у диявола взамін на душу першої людини, який увійде в добудований собор. Але городяни виявилися хитрішими і впустили в собор вовка, а диявол в поспіху не помітив підміну.