der er en seksten-sidet ambulant med et galleri overhead omkranser den centrale ottekantede kuppel. Planen og udsmykningen skylder meget det sjette århundrede Basilica of San Vitale, Ravenna. Faktisk besøgte Charlemagne Ravenna tre gange, den første i 787. I det år skrev han til Pave Hadrian I og anmodede om “mosaik, marmor og andre materialer fra gulve og vægge” i Rom og Ravenna til sit palads.konstruktionen, herunder tønde-og lyskehvelv og en ottekantet klosterhvelv i kuplen, afspejler senromansk eller Præromansk praksis snarere end de bysantinske teknikker, der anvendes i San Vitale, og dens plan forenkler Ravenna-bygningens komplekse geometri. Flerfarvet marmorfiner bruges til at skabe et overdådigt interiør. Kapellet gør brug af det gamle spolia, tænkeligt fra Ravenna (Einhard hævdede, at de var fra Rom og Ravenna) såvel som nyligt udskårne materialer. Bronsdekorationen er af ekstraordinær høj kvalitet, især dørene med løverhoveder og de indvendige rækværk med deres korintiske ordensøjler og acanthusruller.
kuplen blev oprindeligt dekoreret med en fresco og senere med mosaik. I barokperioden blev den erstattet af stucco. Den originale mosaik blev gengivet i det 19.århundrede med den samme ikonografi som originalen. Det skildrer de fireogtyve ældste af apokalypsen, der bærer kroner og står rundt om kuppelens bund. Over hovedalteret og overfor den kongelige trone er et billede af Kristus i Majestæt. Kapellets øverste galleri var det kongelige rum med et specielt tronområde for kongen, derefter kejseren, der lod ind på kirkens liturgiske rum og også ud på atriet udenfor.
hovedindgangen er domineret af et vestværk bestående af den vestlige facade inklusive indgangspartiet, værelser på et eller flere niveauer ovenfor og et eller flere tårne. Disse overser kirkens atrium. Tilføjelsen af et vestværk til kirker er et af de karolingiske Bidrag til vestlige arkitektoniske traditioner.