Возведенный в 1348 году по велению правителя Карла IV, замок-крепость был призван стать летней королевской резиденцией, а также местом хранения символов императорской власти, драгоценностей и святых реликвий.
Замок Карлштейн впечатляет масштабами каменного ансамбля и оригинальным архитектурным решением. Крепостные постройки ступенчато располагаются друг над другом, постепенно возвышаясь, начиная с колодезной башни и заканчивая Большой башней. Фасады средневекового града выполнены в готическом стиле с узкими окнами.
Нижняя часть замка имеет защитные мощные ворота, провожающие в большой внутренний двор с бургграфством. В этой части проживали люди, обслуживающие замок. «Верхний замок» включает в себя Императорский дворец, Марианскую капеллу и Большую башню.
Большая башня является самой главной достопримечательностью Карлштейна. Прославленная своей неприступностью, она ни разу не была захвачена при вражеских нападениях.
Во втором ярусе Большой башни размещена часовня святого Креста, которая хранила в своих стенах коронационные сокровища и реликвии. Капелла имеет красивый интерьер: потолок покрыт венецианским стеклом, создающим иллюзию неба со звездами, а стены инкрустированы полудрагоценными камнями (яшма, агат, оникс, аметист). 129 картин с портретами пророков и святых, выполненные мастером Теодориком, также украшают стены часовни.
В Императорском дворце можно познакомиться с несколькими помещениями: дворянский зал, рыцарский зал с часовней св. Николая, помещение капитула, зал для аудиенций, где король принимал посетителей, покои императора с личными вещами, зал с портретами чешских королей, трапезная с чашами, бокалами с рельефным рисунком (такой бокал не выпадет из жирных рук) и другими столовыми приборами средневековья.
В Марианской башне находится сокровищница и бывшая замковая тюрьма. Здесь же можно увидеть старинные игральные карты и шахматную доску с фигурами.
В стенах замка Карлштейн проводятся различные праздничные мероприятия, церковные мессы и концерты.
В окрестностях замка туристы могут посетить музей восковых фигур, музей бетлемов и дом часов (старинных и современных).