พระราชวังแห่งนี้สร้างขึ้นโดยการผสมผสานสถาปัตยกรรมแบบไทยและตะวันตกเข้าด้วยกันอย่างลงตัว โดยมีสถาปนิกชาวฝรั่งเศสและอิตาลีเป็นผู้ร่วมออกแบบ พื้นที่ภายในแบ่งเป็นเขตพระราชฐานชั้นนอก ชั้นกลาง และชั้นใน ซึ่งมีอาคารสำคัญอย่างพระที่นั่งจันทรพิศาลและตึกพระเจ้าเหาที่มีซุ้มประตูหน้าต่างทรงโค้งแหลม นอกจากนี้ยังมีระบบการประปาโบราณที่ล้ำสมัย โดยใช้ท่อดินเผาส่งน้ำจากอ่างซับเหล็กเข้ามาใช้ในพระราชวังเพื่อเลี้ยงน้ำพุและอ่างเก็บน้ำต่างๆ วังแห่งนี้เคยเป็นสถานที่ต้อนรับคณะทูตจากฝรั่งเศสอย่างสมเกียรติ และเป็นสถานที่เสด็จสวรรคตของสมเด็จพระนารายณ์มหาราชในปี พ.ศ. 2231 ปัจจุบันได้รับการดูแลโดยกรมศิลปากรและใช้พื้นที่บางส่วนเป็นพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ สมเด็จพระนารายณ์ เพื่อจัดแสดงโบราณวัตถุที่มีค่ามากมาย