Położenie pierwszej części w dolinie rzeki, powodujące ograniczone możliwości rozwoju przestrzennego, wymusiło częściową zabudowę górskich stoków. W efekcie spacerując po centrum miasta można odnieść wrażenie, że jest ono jakby „zbudowane na kilku poziomach” – znad dachów kamienic „wyrastają” następne, znad ich dachów kolejne... Sama rzeka ma olbrzymie znaczenie dla kształtu przestrzennego miasta zamieniając się w ścisłym centrum w miejski kanał, po obu brzegach którego biegnie promenada.
Historyczne centrum Karlowych Warów stanowi jedyny w swoim rodzaju zespół architektoniczny tworzony przez wielkomiejskie kamienice, wille, domy zdrojowe i kolumnady. Najliczniej reprezentowane są wszystkie odmiany historyzmu i secesja.
Do najważniejszych obiektów zabytkowych na jego terenie należą: gotycki kościół katolicki św. Andrzeja z ok. 1500 barokowy kościół katolicki św. Marii Magdaleny z lat 1732–1736 renesansowa wieża miejska (błędnie nazywana zamkową) z 1604 barokowa kolumna św. Trójcy z 1716 neorenesansowa Kolumnada Młyńska z 1881 Kolumnada Sadowa w tzw. stylu szwajcarskim z 1881 Kolumnada Targowa w tzw.