Nhà nguyện Palatine của Hoàng đế Charlemagne là hạt nhân của Nhà thờ Aachen. Năm 814, Charlemagne được chôn ở đây.
Cách sắp đặt cột của tòa nhà hình bát giác cao có mái vòm với 2 tầng và lốì đi 16 cạnh phỏng theo ngôi nhà thờ Byzantine San Vitalc ở Ravenna của Ý, nơi ngự trị của các vị Hoàng đế của Đế quốc Tây La Mã.
Những cột trong lối đi ở tầng trên có nguồn gốc từ thời cổ đại, trong số đó có 6 cột bằng đá porphyry đỏ từ Ai Cập, loại đá chỉ được dùng để xây cho hoàng đế thời đó.
Nội thất được nhấn mạnh ở tầng dưới bởi các vòm tròn được đặt trên tám cột trụ rộng, và ở tầng trên bởi một phòng trưng bày với tám cổng đồng Caroling. Mái vòm cao tập hợp ánh sáng từ tám cửa sổ vòm cong phía trên.
Các tòa nhà chính của khu vực Imperial Palace là Coronation Hall (aula regia - nằm trong Tòa thị chính ngày nay) và Nhà nguyện - nay là Nhà thờ Aachen. Những vật quý giá nhất trong nhà thờ lớn Aachen còn đến ngày nay đều là những đồ vật được các vị hoàng đế Đức hiến tặng.
Trong số những báu vật đó có chiếc đòn treo khổng lồ do hoàng đế Friedrich Bar- barossa (1122-1190) hiến tặng có thể nói là không những vô cùng giá trị mà còn cực kỳ tinh xảo.
Trong số vô vàn báu vật được cất giữ tại Nhà thờ chính tòa Aachen, ngoài những báu vật đã kể trên phải nói đến những tuyệt phẩm của giáo hội về các thời kỳ hậu cổ điển, thời kỳ Carolingian, Ottonian và Staufian ví như: Thánh giá Lothair; Tượng bán thân Hoàng đế Charlenagne…Di hài của Charlenagne hiện vẫn được an táng trong nhà thờ chính tòa này.
Nhà thờ chính tòa Aachen còn có tên gọi khác là Nhà thờ Hoàng gia Thánh Maria của Aachen. Hòm thánh tích của Đức mẹ Maria được đặt tại gian cung thánh đường từ khoảng năm 1220-1239. Bên ngoài có trang trí những hình chạm khắc Chúa Kito, Đức mẹ Maria, Hoàng đế Charlenagne, Giáo hoàng Leo III cùng 12 tông đồ. Hòm thánh tích này chứa đựng 4 thánh tích lớn của Aachen đó là: Áo choàng không tay của Đức Mẹ; Tấm vải liệm của Chúa Kitô; Tấm khố đầy máu của Chúa trên cây Thánh giá và Khăn quấn quanh thắt lưng chúa.
Theo phong tục truyền thống từ năm 1349, cứ 7 năm một lần các thánh tính trên lại được lấy ra khỏi hòm để trưng bày trong dịp Đại hành hương Aachen.
Tổ chức Khoa học, Giáo dục và Văn hóa của Liên hiệp quốc UNESCO đã công nhận Nhà thờ chính tòa Aachen của Đức là Di sản văn hóa thế giới năm 1978.