Китайский дворец, наряду с другими ценными архитектурными памятниками того времени, относится к шедеврам русского искусства. Название, закрепившееся за ним в XIX, приблизилось, условно. Внешний вид здания не имеет ничего общего с архитектурой Китая. В отделке некоторых помещений использованы лишь вольно интерпретированные китайские декоративные мотивы. Во дворце собрана большая коллекция произведений китайского декоративно-прикладного искусства и японского фарфора. Часть сборки сохранена.
Дворец представляет собой относительно небольшое вытянутое здание, чем-то напоминающее летний парковый павильон. Он окружен низкой панелью из каменных плит и декоративной чугунной решеткой. Два небольших партерных сада, разбитых перед южным фасадом, входят в общую композицию здания и по замыслу архитектора являются его неотъемлемой частью. Аналогичную роль играют огромные, раскидистые дубы, специально посаженные возле здания: они как-то связывают его с обширным теннисным парком. Средняя часть дворца несколько приподнята и служит его композиционным центром. Фасады отделаны пилястрами, спокойный ритм которых подчеркивается гладкими ровными стенами. Окна и застекленные двери оформлены гипсовыми рамами.
Изначально Китайский дворец был одноэтажным. Лишь в средней, возвышенной его части, со стороны южного фасада, имелись одно или два помещения выше, не имевшие художественного оформления. Надстройка второго этажа над коньками (выступами) южного фасада завершена, видна А. И. Штакеншнейдером (1802—1865) в самом конце 1840-х гг. В 1850—1851 годах к восточной части здания была сделана пристройка с одним помещением (так называемая Большая Антикамера), примыкавшая к Мюзик-холлу. В 1852 — 1853 годах архитектор Л. Бонштедт (1822—1885) сделал аналогичную пристройку (Малюй антикамеру) к западной части здания — у Большого Китайского кабинета — и перестроил центральную часть южного фасада, замкнутую между гребнями, пристроив застекленную галерею с балкон над ним.
Внешний вид здания, сочетание его объемов, пропорции и соотношение отдельных частей выявляют расположение внутренних помещений. Разница в назначении последних подчеркивается особенностями архитектурного решения и отделки соответствующих участков фасада. План дворца отличается симметрией и композиционной уравновешенностью. Для него характерна анфиладная система — расположение связанных между собой интерьеров по одной оси: Центром симметрии является большой зал, имеющий высоту 8,5 метров. Такие центральные парадные залы, часто называемые «итальянскими», играют роль важного организующего звена в планировке дворцовых построек. По бокам зала, вдоль главной оси дворца, расположены гостевые (Синяя и Сиреневая) и кабинеты (Стеклярусная и Малая Китайская), входящие в анфиладу парадных комнат. Анфилада заканчивается восточной и западной сторонами Мюзик-холла и Большим китайским кабинетом. К большому залу примыкает Парадный, через который в 18 веке проходил главный вход. Рядом с ней Гардероб. Через Голубой гостевой дом и Малый китайский кабинет парадная анфилада напрямую соединяется с малыми анфиладами бывших «личных» комнат Екатерины II и ее сына Павла.
Китайский дворец был построен в переходный период в истории русской архитектуры, когда архитектурно-декоративные приемы, получившие заметное развитие в 1840—1850-х годах, уже не отвечали новым художественным требованиям, а пришедший им на смену второй стиль — классицизм — потерял свою актуальность еще не успел найти свое законченное выражение в архитектуре. Черты этого переходного периода особенно ярко проявляются в форме дворцовых фасадов, где характерная для предшествующих построек подчеркнутая декоративность и грандиозная пышность уступают место относительной простоте и лаконичности художественного убранства, что было свойственно формирующемуся классицизму.
В строительстве и отделке Китайского дворца принимали участие многие талантливые мастера: мраморщики, штукатуры, мозаичисты, паркетчики, резчики по дереву, ювелиры и другие. Два крупных итальянских живописца — Стефано Торелли (1712—1784) и Серафино Бароцци (умер в 1810) — работали над украшением дворца картинами и фресками. Сложные архитектурно-декоративные задачи нашли здесь умелое решение благодаря высокому профессиональному мастерству и высокой художественной культуре строителей и декораторов.
Уникальные по худостенному назначению паркеты площадью 722 кв метров, собранных из многих отечественных и «заморских» пород деревьев, в том числе красного, розового, черного и лимонного деревьев, палисандра, амаранта, самшита, персидского ореха, дуба и других (в некоторых комнатах их может насчитываться до пятнадцати). Деревянные пластины наклеивались в виде различных рисунков на щиты. Затем вырезали или выжигали небольшие узоры. Для каждой комнаты был собран оригинальный рисунок паркета, тесно связанный с остальным ее художественным убранством. Паркет представляет исключительную ценность. По дизайну и исполнению им нет равных у нас в стране.
Органичную часть архитектурного убранства интерьеров Китайского дворца составляет декоративная роспись. Значительное место в его убранстве занимают фотообои, панно, плафоны. Трудно переоценить значение этих уникальных живописных произведений. Находящаяся здесь сборка плафонов отличается высоким мастерством: ни в одном из сохранившихся русских дворцов подобной сборки нет.
Для украшения комнат и залов дворца приобретались первоклассные произведения изобразительного и прикладного искусства. Большинство плафонов, написанных на холстах, были выполнены в Венеции по специальному заказу группой известных живописцев Венецианской академии художеств. Во дворце собраны ценные коллекции русского и западноевропейского фарфора, мебели, китайского и японского искусства XVIII—XIX веков.
Интерьеры, созданные Ринальди, по своей художественной форме тесно связаны с архитектурой 1730-х и 1750-х годов. Отход от господствовавших до тех пор декоративных практик проявился в них с гораздо меньшей определенностью, чем в фасадах. Творчество зодчего, отмеченное чертами переходного периода в развитии русской архитектуры XVIII века, еще не обозначило решительного разрыва с художественными методами мастеров барокко. Но, несмотря на это, в его постройках запечатлелись характерные черты его яркой индивидуальности.
После Великой Октябрьской социалистической революции Китайский дворец был превращен в музей и открыт для массового посещения. Стало возможным научно обоснованное восстановление и правильное сохранение его художественных ценностей. В 1925—1933 годах были проведены большие работы по восстановлению декоративной росписи, в том числе ряда плафонов. Это событие имело очень важное значение для сохранения ценных картин.
В начале Великой Отечественной войны, после эвакуации художественных коллекций музея, здание было конфисковано, и в течение всего периода вражеской блокады за его состоянием велось наблюдение. Ущерб, нанесенный дворцу в результате вражеских обстрелов и бомбардировок, оказался относительно небольшим, и сразу после окончания войны во дворце начались реставрационные работы. В 1946—1949 годах были отреставрированы и установлены на их место ценные плафоны и другие картины итальянских художников. Клей и позолота восстановлены. В большинстве помещений произведена качественная роспись стен и потолков, усилен художественный набор паркета, отреставрированы предметы мебели и фарфора. Все эти мероприятия проходили в ускоренном темпе. Создана новая музейная экспозиция. Часть помещений дворца была приведена в порядок и открыта для обозрения уже в 1946 году. В 1950—1951 годах были восстановлены фасады здания, розовый цвет которых теперь соответствует первоначальному.
Консервация и реставрация памятников истории и искусства осуществляются научно-техническими методами. Памятники широко изучаются не только перед реставрацией, но и в ходе реставрационных работ. При этом изучаются литературные и архивные данные, составляется подробная инженерно-техническая документация, фиксируется весь рабочий процесс с помощью протоколов и фотографий. Так, в соответствии с научно-техническими и художественными требованиями был восстановлен и Китайский дворец-музей. Посещаемость этого архитектурно-художественного памятника увеличивается из года в год. Если в летний сезон 1946 г дворец посетило 15 610 человек, то в 1949 г количество посетителей увеличилось до 32 700 человек, а в 1951 г. — до 49 725 человек. В 1953 году музей посетило 63 617 посетителей, а в последующие годы — более 70 тысяч ежегодно.
