Budynek zaprojektowano jako regularną, otwartą ze wszystkich stron budowlę z centralną salą, do której przylegają cztery sztuczne groty oraz cztery niewielkie salony, zwane pokojami kamykowymi. Zgodnie z modą epoki zewnętrzną część pawilonu otaczały rośliny uprawiane w ozdobnych donicach, między innymi wawrzyny i granaty.

Od 1669 roku uwagę fundatora i architekta skupiono na wystroju wnętrza. Dekorację malarską powierzono warsztatowi Carpofora Tencalli. Rzeźby faunów, fontanny w grotach oraz alegoryczne przedstawienia Czterech Pór Roku wykonał rzeźbiarz Michael Mandík. Bogatą dekorację stiukową stworzyli sztukatorzy pod kierunkiem Quirica Castellego, natomiast posadzkę wykonano w formie mozaiki ułożonej z drobnych otoczaków.

Pierwotnie Rotunda była budowlą otwartą i dostępną ze wszystkich stron, stanowiąc centralny punkt ogrodu, ku któremu prowadziły główne osie widokowe całego założenia. Na początku XX wieku, za czasów arcybiskupa Theodora Kohna (1893–1904), przeprowadzono liczne prace przebudowujące. Zamurowano sześć z ośmiu wejść, dobudowano zewnętrzny portyk, zlikwidowano fontanny i wodne urządzenia dekoracyjne, a oryginalne malowidła ścienne pokryto nową warstwą malarską.

W późniejszym okresie w Rotundzie zainstalowano wahadło Foucaulta – urządzenie służące do demonstracji obrotu Ziemi wokół własnej osi. Zostało ono zamontowane z inicjatywy profesora kromieryskiego gimnazjum, fizyka i astronoma Františka Nábělka.