A Karlskirche — oficialmente conhecida como Igreja de São Carlos, ou St. Charles's Church — ergue-se na extremidade sul da Karlsplatz como um dos edifícios arquitectonicamente mais ambiciosos de toda a Europa. O Imperador Carlos VI encomendou a sua construção em 1713 após sobreviver à última e mais devastadora epidemia de peste em Viena, fazendo um voto público de construir uma igreja dedicada a São Carlos Borromeu (1538–1584), o Arcebispo de Milão que se tornara o santo padroeiro dos doentes de peste após o seu abnegado ministério aos moribundos durante a epidemia de Milão na década de 1570. O facto de o santo e o imperador partilharem o nome "Carlos" tornava a dedicação ainda mais significativa. Johann Bernhard Fischer von Erlach venceu o concurso de arquitectura e iniciou as obras em 1716. Faleceu em 1723 com a igreja inacabada; o seu filho, Joseph Emanuel Fischer von Erlach, concluiu a estrutura em 1737 com algumas modificações aos planos originais.
O design é uma colisão deliberada de linguagens simbólicas. O pórtico de entrada imita a fachada de um templo grego clássico, enquanto duas colunas independentes de 33 metros — directamente inspiradas na Coluna de Trajano em Roma — ladeiam o portal. Estas colunas em espiral estão revestidas por relevos contínuos esculpidos por Lorenzo Mattielli, representando cenas da vida de São Carlos Borromeu, funcionando também como símbolos das Colunas de Hércules, evocando o alcance global do poder imperial dos Habsburgo. Acima de tudo, uma cúpula oval de 72 metros domina o horizonte de Viena — uma forma elíptica que foi tecnicamente ousada para a sua época e permanece visualmente imponente nos dias de hoje. O afresco da cúpula interior foi pintado por Johann Michael Rottmayr entre 1725 e 1730, representando a intercessão de São Carlos Borromeu, e cobre aproximadamente 1.000 metros quadrados de tecto curvo. Os retábulos das capelas laterais foram contribuídos por Daniel Gran, Sebastiano Ricci e Jakob van Schuppen — um leque do melhor da pintura europeia do início do século XVIII.
Uma das experiências mais invulgares para os visitantes de Viena é o elevador panorâmico instalado no interior da própria cúpula. Um elevador contemporâneo de vidro e aço sobe pelo interior da cúpula, trazendo os visitantes a poucos centímetros dos afrescos de Rottmayr e, por fim, a uma plataforma com vistas desimpedidas sobre a Ringstrasse, a Staatsoper e os Alpes nos dias de céu limpo. É uma oportunidade rara de estudar a pintura de tecto barroca não a 20 metros de distância, mas cara a cara. A igreja acolhe também concertos regulares ao fim do dia — As Quatro Estações de Vivaldi é um programa recorrente — tornando-a tanto um espaço de música ao vivo como um lugar de culto.
A Karlskirche situa-se junto ao espelho de água do Resselpark, concebido no século XX para reflectir a fachada, e fica a poucos passos do Wien Museum e da Musikverein de Viena. A entrada para o interior da igreja e o elevador da cúpula é paga; chegue cedo nos dias de semana para evitar grupos de turistas. A igreja mantém-se como uma paróquia católica romana activa, pelo que se recomenda vestuário discreto e respeito por eventuais serviços religiosos em curso. As linhas de metro U1/U2/U4 convergem na estação Karlsplatz, tornando o acesso simples a partir de qualquer ponto do centro da cidade.
