El Palacio de Carlos V está situado en la colina de la Alhambra en la ciudad de Granada.
Fue mandado a construir por el rey Carlos I de España a partir de su boda con Isabel de Portugal. Tras la boda la pareja vivió varios meses en la Alhambra y, quedando profundamente impresionado por el palacio, dejó encargada la construcción de este nuevo con la intención de establecer aquí su residencia. El encargo se le hizo al arquitecto Pedro Machuca y las obras comenzaron en 1527. Machuca murió en 1550 y su hijo fue el encargado de sustituirle.
Aunque sus fachadas parecen idénticas, no lo son por la diferente composición de sus portadas, que indicaban la distribución interior del edificio en dos "casas" separadas: una para el emperador, y otra, dominada por un gran mirador orientado al sur, para la emperatriz.
El palacio de estilo renacentista, es cuadrado por fuera y con un patio circular en su interior. Tiene dos niveles, una planta baja que es un patio con 32 columnas dóricas y una planta superior con 32 columnas jónicas. Iban a cubrir el edificio con una bóveda como el Panteón de Roma pero nunca lo terminaron y solamente se terminó el tejado de la galería superior.
Carlos V nunca llegó a vivir aquí.
En la actualidad el Palacio de Carlos V alberga el Museo de la Alhambra y el Museo de Bellas Artes de Granada.
Desde que los palacios de la Alhambra fueron habitados por los Reyes Católicos, el ajuar que quedaba en ellos fue protegido, reutilizado y disfrutado en la nueva Corte. A lo largo de los siglos, los objetos y restos arquitectónicos conservados se disponían decorando las estancias del palacio y también se almacenaban en diferentes espacios del recinto. Más tarde se fueron reuniendo para su conservación aquellos hallazgos procedentes de las excavaciones realizadas en la Alhambra.
El Museo Arqueológico de la Alhambra se crea en 1940, en 1962 pasa a denominarse Museo Nacional del Arte Hispanomusulmán y desde 1994 queda adscrito al Patronato de la Alhambra y el Generalife, con el nombre de Museo de la Alhambra. El número y calidad de , los fondos de este museo hacen que sea la mejor colección existente de Arte Hispanomusulmán y en especial de Arte Nazarí. El Museo de la Alhambra ocupa el ala sur de la planta baja del Palacio de Carlos V, se distribuye en siete alas, la primera de contenido temático y las restantes ordenadas cronológicamente.
El Museo de Bellas Artes de Granada fue inaugurado en 1839 y se trasladó a su actual sede en el Palacio de Carlos V en 1950. La muestra se divide en cuatro grandes apartados, el Renacimiento y el Marianismo, el Barroco en Granada, la pintura de Granada en el siglo XIX y, por último, del Novecentismo a las Vanguardias. Este museo es la pinacoteca más importante de la ciudad.
El acceso al Palacio de Carlos V es gratuito, siendo gratis también la entrada a los dos museos, aunque el de Bellas Artes solo es gratis para ciudadanos de la Unión Europea, para los demás el precio es de 1,50 euros.
