Grâce à sa cousine la duchesse d'Orléans, la reine Sophie-Charlotte avait visité en France les jardins de Le Nôtre qui lui avaient fait grande impression. Aussi est-ce l'élève de Le Nôtre, Siméon Godeau, qui élabore en 1697 le parc de Charlottenburg auquel est appliqué la stricte géométrie d'un jardin à la française. Au début du XIXe siècle, Peter Joseph Lenné redessine les jardins en parc à l'anglaise. Complètement détruit par les bombardements, le parc a été réaménagé après la guerre selon une combinaison originale : restauré selon les canons du jardin « à la française » en sa partie centrale, il conserve alentour la liberté du jardin à l'anglaise.
Cette résidence d'été de Frédéric-Guillaume III (1825) s'inspire d'une villa napolitaine, la villa Chiatamone, où avait séjourné le souverain. Cette dernière lui avait tant plu qu'il la donne pour modèle à Schinkel. L'intérieur du bâtiment est tout à fait emblématique de la tendance « Biedermeier » qui marque l'Allemagne dans la première moitié du XIXe siècle : sobre, confortable et modeste, ce qui a de quoi surprendre dans la demeure d'un roi. L'ensemble du pavillon est un charmant témoignage de l'art du temps de Frédéric-Guillaume III, avec des meubles et objets d'époque, des peintures de Schinkel. et surtout des œuvres du peintre romantique Caspar David Friedrich.
Le Belvédère (1789-1790), dessiné par Carl Gotthard Langhans, était la « maison de thé» de Frédéric-Guillaume II. Il y organisait notamment des réunions de spiritisme dont il était féru. Sa façade dans des tons pastel et blanc est d'une simplicité nouvelle qui s'éloigne de l'architecture rococo et annonce le néoclassicisme. Le Belvédère abrite un petit musée de la Manufacture royale de porcelaine de Berlin, qui illustre l'histoire de la porcelaine berlinoise aux XVIIIe et XIXe siècles.
La reine Louise était attachée au domaine de Charlottenburg. À sa mort, son époux, Frédéric-Guillaume III, inconsolable, décide d'y bâtir un mausolée. Le petit temple dorique d'origine, construit en 1810 d'après un projet de Schinkel par Heinrich Gentz, a été plusieurs fois agrandi pour accueillir d'autres membres de la famille Hohenzollern. À l'intérieur, le tombeau de la reine Louise en marbre de Carrare a rendu son auteur, Christian Daniel Rauch (1777-1857), immédiatement célèbre.