El palacio de Carlos V es una construcción renacentista situada en la colina de la Alhambra.

La iniciativa para la construcción del palacio partió del emperador Carlos V a partir de su boda con Isabel de Portugal, celebrada en Sevilla en 1526. Tras el enlace, la pareja residió varios meses en la Alhambra, quedando profundamente impresionado por los Palacios nazaríes, dejando encargada la construcción del nuevo palacio con la intención de establecer su residencia en la Alhambra granadina.

Ya los Reyes Católicos habían habilitado salas después de 1492, pero la intención de Carlos era la de dotarse de una residencia estable a la medida de un emperador. El proyecto fue asignado a Pedro Machuca.

En una España en la que el estilo imperante era el plateresco, y que no se había despegado totalmente del gótico, Machuca construyó un palacio que corresponde estilísticamente al manierismo, estilo que estaba dando sus primeros pasos en Italia.

Aún aceptando las versiones que sitúan a Machuca en los talleres de Miguel Ángel, cuando comienzan las obras del Palacio en 1527 éste no había realizado todavía lo más representativo de su producción arquitectónica.

El edificio se levantó en el corazón de la Alhambra musulmana, en un extremo del patio de los Arrayanes y para su construcción fue preciso derribar un pabellón opuesto a la torre de Comares. Este hecho, que ha sido objeto de crítica y polémica, hay que entenderlo en el contexto de su época: el Palacio de Carlos I no significó tanto la destrucción de parte de la Alhambra como la garantía de supervivencia del resto. En unos tiempos en que lo más habitual era la destrucción total de palacios y templos de los pueblos sometidos, la sensibilidad de los reyes cristianos ante la belleza incontestable de la Alhambra supuso la necesidad de disfrutarla desde dentro y, por ende, de conservarla.

El dominio del lenguaje clásico que demuestra Machuca llega a subvertirlo conscientemente: esto nada tiene que ver con otras obras españolas de la época, en su mayoría fundamentadas en concepciones locales. Su influencia fue muy limitada, por incomprendida: quedarían muchos años hasta que Juan Bautista de Toledo y Juan de Herrera llegaran a las altas cotas de clasicismo del monasterio de El Escorial.

Desde 1572, con la rebelión morisca de las Alpujarras, se ralentizaron las obras que quedaron interrumpidas definitivamente en 1637, con los muros y bóvedas concluidos, a falta de cubrir aguas.

Durante la guerra de la Independencia, el ejército francés convirtió el palacio en almacén de artillería, esa misma función se mantuvo cuando las tropas españolas se hicieron con el edificio, que guardaba en su interior gran cantidad de pólvora, balas y carbón piedra. La permanencia de los explosivos suponía un grave peligro para el palacio y para toda la Alhambra.

Casi veinte años después de la guerra, el viajero y escritor inglés Samuel Edward Cook escribiría hacia 1828: "El Palacio de Carlos V, aún se usa como polvorín; se encuentra sin pararrayos y la sola chispa de un rayo podría destruir los restos de este interesante edificio y probablemente toda la Alhambra".

En 1832, se evacuó por fin el palacio. El estado de la construcción entonces, según relataba el gobernador, era lastimoso y consideraba un milagro que no se hubiera desplomado.