Дворец царя Алексея Михайловича — это современная реконструкция выдающегося памятника русской деревянной архитектуры XVII века. Единственное в Москве место, позволяющее представить повседневную жизнь царского двора в загородной летней резиденции.
Исследователь древнего искусства Дмитрий Айналов писал: «Коломенский дворец рисует картину XVII столетия, которая своей фантастикой превышает, может быть, все, что нам известно о России этого времени».
Коломенский дворец впечатлял современников богатством декора. До наших дней дошли акварели, воспоминания очевидцев, сохранились чертежи и рисунки, в том числе выполненные при разборке дворца, инициированной Екатериной Великой. В 1865-1868 годы по заказу императора Александра II резчик Д.А. Смирнов изготовил деревянную модель в одну сороковую часть от его настоящей величины — в настоящее время ее можно увидеть в постоянной экспозиции «Вехи истории Коломенского». Весь этот массив материалов был использован для восстановления строения.
Во внешнем и внутреннем убранстве дворца нашла свое отражение эстетика второй половины XVII века с ее тяготением к красочности, многоцветности, богатой орнаментике и повышенному эмоциональному содержанию.
Элементы экстерьера и интерьера нарядно украшены изысканной резьбой. Печи декорированы изразцами, созданными на базе тех, которые во множестве были найдены в результате археологических раскопок на историческом месте дворца. В воссоздании интерьеров участвовали 226 мастеров 20 специальностей
Дворец состоит из 26 теремов, соединенных сенями и переходами, в них расположены 270 комнат. Их назначение отражало образ жизни царской семьи и ее социальный статус. По функциям комнат и роскоши их убранства можно заключить, что коломенский дворец был задуман как место приема иностранных гостей, также для отдыха и увеселений царской семьи. Он разделен на две половины — мужскую и женскую: царь с царевичами и царица с царевнами жили в разных частях здания. Даже украшающие интерьер печи отличались по форме в зависимости от назначения помещений: в дворцовых покоях печи были изразцовые полихромные, в хоромах царя и царевича — четырехугольными, в хоромах царицы — круглыми.
Особого внимания заслуживают росписи, украшающие интерьеры. Во дворце XVII века работали лучшие мастера Оружейной палаты под управление иконописца Симона Ушакова, а также иноземцы — в частности, поляки Иван Мировский и Станислав Лопуцкий. Стены комнат были украшены «травным узорочьем» — растительным орнаментом, отсылающим к образу райского сада, а также картинами на сюжеты из библейской и античной истории. Некоторые изображения связаны с научными интересами эпохи, которые разделялись царем. К числу таковых относится «Зодий небесный» — панно с потолка Столовой палаты, изображающее движение планет вокруг Солнца. Живописный декор XVII века воссоздавался под руководством народного художника России Ивана Глазунова. В качестве образцов были задействованы памятники изобразительного искусства XVII века — росписи храмов Ярославля и Ростова Великого, книжные миниатюры и гравюры, в том числе и из европейских изданий.