Cung triển lãm Hoàng gia được xây dựng theo đồ án của kiến trúc sư Joseph Reed, người cũng thiết kế lên Toà thị chính Melbourne và Thư viện bang Victoria. Theo Reed, phong cách chiết trung của toà nhà lấy cảm hứng từ nhiều công trình nổi tiếng khác, kết hợp các yếu tố từ phong cách Phục hưng Byzantine, Romanesque, Lombardic và Ý. Mái vòm của toà nhà được thiết kế theo Thánh đường Florence, còn tiền sảnh của toà nhà được thiết kế theo trường phái Rundbogenstil và nhiều toà nhà khác ở vùng Normandie, Caen và thủ đô Paris của nước Pháp.
 |
Ngày 19 tháng 2 năm 1879, Thống đốc Victoria George Bowen đã làm lễ đặt viên đá đầu tiên khởi công xây dựng Cung triển lãm Hoàng gia trước đông đảo quan chức và đại diện nhiều tầng lớp, nhân sĩ thuộc địa. Công trình do David Mitchell, người cũng làm tổng công trình sư của Nhà thờ Scots và Nhà thờ Thánh Patrick, làm chủ trì. Toà nhà được khánh thành năm 1880 ngay trước khi cuộc Triển lãm bắt đầu. Công trình, lúc đó mang tên Cung Triển lãm bao gồm một Đại Sảnh Đường rộng 12.000 mét vuông ở phía nam và nhiều phân khu tạm phía sau.
 |
Qua nhiều thăng trầm của lịch sử, nhiều phần của toà nhà đã bị phá dỡ và hư hại do hoả hoạn; tuy vậy, khu vực chính của toà nhà, còn gọi là Đại Sảnh Đường, vẫn được giữ nguyên vẹn. Công trình được trùng tu nhiều lần trong thập niên 1990. Đây cũng là một trong những tòa nhà triển lãm thuộc thế kỷ 19 cuối cùng còn lại trên thế giới.
 |
Trong khu Vườn Carlton còn có ba đài phun nước quan trọng cũng là trung tâm của khu vườn: “Đài phun nước Triển lãm” – là thiết kế dành riêng cho Cung Triển lãm Hoàng gia vào năm 1880 do nhà điêu khắc Joseph Hochgurtel thiết kế. Còn lại là “Đài phun nước Pháp” và “Đài phun nước Westgarth Drinking”. Trong đó, đài phun nước Westgarth Drinking – một trong ba đài phun nước tuyệt đẹp của Carlton.
 |
Khu vườn Carlton là một điển hình cho thiết kế cảnh quan với những bãi cỏ rộng và đa dạng các loại cây trồng từ Châu Âu đến Châu Úc: những loài cây rụng lá sồi Anh, dương trắng, cây lá kim, và các loại thường xanh như đa Moreton...Ngoài cảnh vật độc đáo, Vườn Carlton còn có hệ thống động vật hoang dã phong phú bao gồm thú có túi, các loại cú muỗi mỏ quặp, sáo nâu và mòng biển bạc..
Năm 2004, Tổ chức Giáo dục, khoa học và Văn hóa của Liên hợp quốc UNESCO đã công nhận Cung triển lãm Hoàng gia và Vườn Carlton là di sản Văn hóa thế giới.
