Renesansowy pałac Karola V mieści się na szczycie wzgórza i stanowi część fortyfikacji Nasrid. W budynku można zobaczyć wspaniałą fasadę, układ pomieszczeń rozłożonych na dwóch piętrach, taras oraz unikatowe okrągłe patio. Obecnie pałac jest siedzibą Muzeum Sztuk Pięknych oraz Muzeum Alhambry.
Budowę pałacu zlecił cesarz Alemanii i król Hiszpanii Karol V w celu posiadania dodatkowej letniej rezydencji, jednak żaden monarcha nigdy w nim nie gościł. Rozpoczęcie prac budowlanych miało miejsce w XVI wieku zgodnie z projektem Pedro Machuca. Pałac powstał zgodnie z śródziemnomorskim stylem renesansowym, jednak można w jego fasadzie odnaleźć elementy manierystyczne. Ciekawym rozwiązaniem było również zastosowanie kolumnady doryckiej oraz kolumn jońskich. Budynek nie został ukończony aż do końca XX wieku, kiedy to w końcu pokryto go dachem.