Proyectado por Salomon de Brosse para María de Médicis, el palacio es de estilo francés con un toque florentino. El patio de honor está cerrado por una galería porticada. La planta baja dórica, con sus arcos de medio punto, le dan robustez al conjunto. La fachada sur destaca por su cuerpo central con cúpula de planta cuadrada, su gran frontón y su terraza abalaustrada. El palacio es en la actualidad sede del Senado francés. El Museo del Luxemburgo, situado en el antiguo invernadero, organiza grandes exposiciones temáticas que gozan de un gran éxito de público.