La Karlskirche — ufficialmente la Chiesa di San Carlo, o St. Charles's Church — si erge sul margine meridionale della Karlsplatz come uno degli edifici architettonicamente più ambiziosi di tutta Europa. L'imperatore Carlo VI la commissionò nel 1713 dopo essere sopravvissuto all'ultima e più devastante epidemia di peste di Vienna, pronunciando un voto pubblico di costruire una chiesa dedicata a San Carlo Borromeo (1538–1584), l'Arcivescovo di Milano che era diventato il patrono dei malati di peste dopo il suo altruistico ministero ai moribondi durante l'epidemia milanese degli anni '70 del Cinquecento. Il fatto che il santo e l'imperatore condividessero il nome "Carlo" rendeva la dedica ancora più significativa. Johann Bernhard Fischer von Erlach vinse il concorso architettonico e diede inizio ai lavori nel 1716. Morì nel 1723 con la chiesa incompiuta; suo figlio, Joseph Emanuel Fischer von Erlach, completò la struttura nel 1737 con alcune modifiche ai piani originali.
Il progetto è una deliberata fusione di linguaggi simbolici. Il portico d'ingresso imita la facciata di un tempio greco classico, mentre due colonne indipendenti alte 33 metri — direttamente ispirate alla Colonna Traiana di Roma — fiancheggiano il portale. Queste colonne a spirale sono avvolte da rilievi continui scolpiti da Lorenzo Mattielli che raffigurano scene della vita di San Carlo Borromeo, e fungono al contempo da simboli delle Colonne d'Ercole, evocando il raggio d'azione globale del potere imperiale asburgico. Al di sopra di tutto, una cupola ovale di 72 metri domina il profilo di Vienna — una forma ellittica tecnicamente audace per l'epoca e ancora oggi visivamente imponente. L'affresco della cupola interna fu dipinto da Johann Michael Rottmayr tra il 1725 e il 1730, raffigurando l'intercessione di San Carlo Borromeo, e copre circa 1.000 metri quadrati di soffitto curvilineo. Le pale d'altare delle cappelle laterali furono realizzate da Daniel Gran, Sebastiano Ricci e Jakob van Schuppen — un vero e proprio gotha della pittura europea del primo Settecento.
Una delle esperienze più insolite per i visitatori di Vienna è l'ascensore panoramico installato all'interno della cupola stessa. Un moderno elevatore in vetro e acciaio sale attraverso l'interno della cupola, portando i visitatori a portata di mano degli affreschi del Rottmayr e infine su una piattaforma che offre viste senza ostacoli sul Ringstrasse, sulla Staatsoper e, nelle giornate limpide, sulle Alpi. È una rara opportunità di studiare la pittura barocca da soffitto non da 20 metri di distanza, ma faccia a faccia. La chiesa ospita anche regolari concerti serali — Le Quattro Stagioni di Vivaldi è un programma ricorrente — rendendola tanto una sede di musica dal vivo quanto un luogo di culto.
La Karlskirche sorge accanto allo specchio d'acqua del Resselpark, progettato nel Novecento per riflettere la facciata, e si trova a pochi passi dal Wien Museum e dal Musikverein di Vienna. L'ingresso all'interno della chiesa e all'ascensore della cupola è a pagamento; arrivate presto nei giorni feriali per evitare i gruppi turistici. La chiesa è tuttora una parrocchia cattolica romana attiva, quindi abbigliamento sobrio e rispetto per eventuali funzioni in corso sono d'obbligo. Le linee metro U1/U2/U4 confluiscono tutte alla stazione Karlsplatz, rendendo l'accesso semplice da qualsiasi punto del centro città.
