Rosenborg Slot i Kongens Have står som et eventyrslot; et levende minde om svundne tider med et ydre, der stort set er bevaret uændret fra 1630’erne, og et indre, hvor de velbevarede interiører giver et fornemt indtryk af flere hundrede års stiludvikling. De enestående samlinger vidner om en museal tradition af en lige så høj alder som slottet selv.
Efterhånden som Københavns Slot blev anset for umoderne af Christian 4., ønskede han at opføre et lystslot uden for voldene. Efter at have været i intensiv brug frem til omkring 1710 var slottet fortsat rammen om de kongelige samlinger, indtil det i 1800-tallets første halvdel blev indrettet som et regulært museum.
Kernen i det nuværende Rosenborg er et to etager højt lysthus, opført af Christian 4. 1606‑07 i den nye have, som han lod anlægge uden for Københavns daværende Østervold, og som skulle fungere som nyttehave for Københavns Slot og til hans egen fornøjelse. Huset, der ved flere udvidelser i de følgende 30 år fik sin nuværende længde, tre tårne på den ene side og ét stort tårn på den anden, er opført i den karakteristiske renæssancestil med rødt, sandstensornamenteret murværk, som blev projekteret af bl.a. Hans van Steenwinckel d.y. Christian 4., og hans kapel var et af Europas bedste og mest moderne. Han fik bygget Rosenborg Slot, så det var muligt at høre musikken, der blev spillet i kælderen, gennem særlige luftkanaler.
Underetagens rum blev stort set efterladt urørte, da beboelsen på slottet hørte op. Her havde Christian 4. sine private gemakker med den fortsat bevarede skrivestue og vinterstuen med en fornem samling af indfældede nederlandske malerier. Hans sengekammer, hvorfra han havde adgang til et tinbeklædt badeværelse med rindende vand, blev ved dets inddragelse til fælles soveværelse for Frederik 3. og Sophie Amalie i 1660’erne malet i kinesisk stil. Værelset er forsynet med et loftsmaleri af de himmelske guder med dronningen som Hera. Etagens fornemste rum er Marmorgemakket med kunstig marmor på væggene og et pragtfuldt stukloft med malerier af kongen, der modtager sine regalier fra Gud; her uddelte Christian 5. for første gang Dannebrogordenen i 1671.
Slottets sidst tilføjede bygningsdel er trappetårnet mellem de to mindre tårne på den ene langside. Det blev opført 1633‑34, men først fuldendt i 1758, idet det i de mellemliggende år kun var muligt at komme fra stuen til første sal ad udvendige trapper. På første sal findes bl.a. det såkaldte lakerede kabinet, der så tidligt som i 1660’erne blev indrettet i en helt igennem kinesisk stil, og spejlkabinettet, der blev indrettet omkring år 1700 og forsynet med spejle selv i gulvet. De fleste rum på denne etage er i øvrigt museumsindretninger skabt med henblik på den kronologiske udvikling helt op til samtiden. Det var et tiltag, der vakte international opmærksomhed, da museet i 1838 åbnede med bl.a. et værelse for den regerende konge, Frederik 6.
Slottets øverste etage domineres af den lange sal, som optager hele slottets bygningskrop, og som står med et stukloft fra Frederik 4.s tid med samtidspolitiske begivenheder, der er illustreret med legemsstore figurer. Væggene er dækket af gobeliner vævet af nederlænderen Berent van der Eichen med motiver fra Christian 5.s sejre i Den Skånske Krig 1675‑79. Foruden sølvmøbler findes i salens ene ende den kongelige trone af narhvalstand, som sammen med de tre sølvløver foran blev udført for Frederik 3. i 1660’erne. En dronningetrone af sølv er fra 1731. Af de rum, som på denne etage er indrettet i de tre tårne, rummer de to i de mindre tårne på begge sider af trappetårnet hhv. de kongelige porcelæns- og glassamlinger. Det magtfulde store tårn gav oprindelig plads til dels regalierne, dels de kongelige skatte i Det Grønne Kabinet, der er opkaldt efter farven på væggens fløjl.
Rosenborg Slot er flere gange restaureret, bl.a. af Ferdinand Meldahl fra 1866. Det er på tre sider stadig omgivet af voldgrave, mens graven mod indgangen til slottet fra Øster Voldgade blev kastet til i 1780’erne. Et porttårn på denne side er bygget i 1610 og udvidet 60‑70 år senere, måske i forbindelse med opførelsen af en ydre port ved Lambert van Haven i 1672. En oprindelig kommandant-, nu direktørbolig, langs med Øster Voldgade er bygget af Jacob Fortling 1760‑63.
Kongernes Samling (tidligere De Danske Kongers Kronologiske Samling), der blev stiftet i 1833, har til formål at udstille den store samling af historiske genstande om og fra den danske kongefamilie på Rosenborg Slot og Amalienborgmuseet. Rosenborg Slot åbnede for offentligheden i 1838 med en nyopsat kronologisk udstilling af kongehusets kostbare samlinger af kronjuveler, våben, dragter, glas, porcelæn, kunst og andre arvestykker. På Rosenborg findes de danske regalier, der er blevet opbevaret her siden 1670’erne; oprindelig i et særligt rum, hvortil kun kongen havde nøgle. Siden 1922 har de været udstillet for offentligheden.
