Piermarini realizzò un edificio esemplare della razionalità neoclassica adattata alle esigenze di una realtà suburbana. Grandioso ed imponente il complesso monzese si articola attorno a tre edifici principali, impostati ad "U" secondo la tipologia delle ville settecentesche. I corpi principali, delimitano un'ampia corte d'onore chiusa all'estremità dai due volumi cubici della Cappella e della Cavallerizza, da cui partono le ali più basse dei fabbricati di servizio: si definisce in tal modo uno spazio razionale, costituito dall'ordinata disposizione dei volumi che si intersecano ortogonalmente e che, progressivamente, si sviluppano in altezza. Da queste ali se ne staccano poi altre due, subalterne e simmetriche destinate ai servizi.
L'edificio principale, caratterizzato da solo due piani nobili, era riservato alle funzioni più importanti, ed "era in grado di alloggiare, con tutti gli agi convenienti, cinque principi contemporaneamente, col rispettivo seguito".
Come nella reggia di Caserta di Vanvitelli e prima ancora a Versailles, nella Villa Reale di Monza si sottolinea un percorso che, attraverso un viale principale, collega la villa al centro del potere.
La decorazione delle facciate, rinunciando a timpani, colonnati e riquadri a rilievo, si presenta estremamente rigorosa, segnando le superfici di sottili gradazioni. L'essenzialità stilistica dell'edificio è dovuta, oltre che a precise scelte di gusto, anche a ragioni politiche: la corte illuminata di Vienna preferiva evitare un'eccessiva ostentazione di ricchezza e potere in un paese occupato. Negli anni del dominio francese l'architetto Luigi Canonica, subentrato al Piermarini nel 1797, realizza alcuni importanti interventi, come la doppia recinzione, i corpi di guardia e il teatrino.
La facciata di levante della Villa Reale prospiciente il giardino. Visto da questa parte l'edificio cessa di essere l'austero palazzo per diventare l'aristocratica villa di "delizia" della famiglia arciducale.
E' questa la facciata che più piacque ed ebbe grande risonanza nell'architettura neoclassica lombarda; è su questo fronte, infatti, che la poetica di Giuseppe Piermarini si traduce in una squisita ricerca di esiti formali.
I belvederi alle estremità diventano finalmente degli avancorpi; il maschio centrale assume l'importanza volumetrica consona al salone da ballo interno, il quale, a sua volta, trova una naturale continuità nella terrazza, nella scalea, nel giardino.
Il complesso della Villa comprende la Cappella Reale, la Cavallerizza, la Rotonda dell’Appiani, il Teatrino di Corte, l'Orangerie. Nel primo piano nobile sono le sale di rappresentanza, gli appartamenti di Umberto I° e della Regina Margherita.