Кафедральный собор Карлскирхе – это уникальная архитектурная достопримечательность, смесь древнегреческих и римских элементов с византийским, ренессансным и барочным стилями. Церковь была возведена по поручению императорского двора Габсбургов в качестве религиозного обета, но её детали-символы также призваны поддержать историческое притязание Вены на звание светского центра христианского мира.
В начале XVIII века Центральную Европу поразила последняя в истории крупная вспышка чёрной чумы. Император Священной Римской империи Карл VI дал клятву построить церковь, посвящённую своему тёзке и святому Карло Борромео, почитаемому за помощь жертвам миланской чумы в XVI веке, если город будет спасён. В 1713 году, после того, как эпидемия чумы закончилась, было официально объявлено о строительстве новой церкви.
Церковь была спроектирована придворным архитектором Иоганном Бернардом Фишером фон Эрлахом, чья барочная архитектура оказала огромное влияние на формирование вкусов в Габсбургской империи. Центром амбициозного дизайна Эрлаха является портик в стиле древнегреческого храма, по бокам которого стоят две колонны, созданные по образцу колонны Траяна в Риме. Парные колонны отсылают к Храму Соломона и Геркулесовым столбам – символу, принятому Карлом V для олицетворения Священной Римской империи. Общая композиция напоминает античный пантеон. Колонны украшены барельефами работы итальянского скульптора Лоренцо Маттиелли с изображениями сцен из жизни Св. Борромео. Купол церкви напоминает купол собора Святого Петра, отличие состоит в том, что его основание представляет собой удлинённый эллипсоид.
На главном алтаре изображена сцена вознесения Святого Борромео. Композиция над скульптурной группой повторяет аналогичную из базилики Святого Петра: выстроенные в круг фигуры ангелов и солнечные лучи на фоне дневного света. На купольной фреске, написанной Иоганном Михаэлем Ротмайром из Зальцбурга и Гаэтано Фанти из Болоньи, изображено, как Св. Борромео при поддержке Девы Марии умоляет Святую Троицу положить конец эпидемии чумы в Вене.