Objekt byl ztvárněn jako pravidelná do všech stran otevřená stavba s ústředním sálem, na který navazuje čtveřice umělých jeskyní (grott) a čtveřice salonků (kamínkových místností). Vnitřní prostor je dekorován bohatou sochařskou, štukovou a malířskou výzdobou. Celou stavbu zvenčí obklopovaly dle dobové módy rostliny v nádobách (vavříny, granátová jablka a další).

Od roku 1669 se architektova pozornost soustředila na vnitřní výzdobu stavby – malířská výzdoba byla svěřena dílně Carpofora Tencally, sochy faunů, fontány v grottách a alegorické postavy ročních období jsou dílem sochře Michaela Mandíka. Bohatou štukovou výzdobu vytvořili štukatéři pod vedením Quirica Castelliho. Na zem byla položena kamínková mozaika. Všechny dekorativní prvky Rotundy spojuje motiv vody – pramenu života i místa očištění.

Původní rozvržení pavilonu představovalo do všech stran otevřenou a volně průchozí stavbu, ve které se soustředil celý složitý systém perspektivních proporcí jednotlivých pohledových os zahrady.
Na začátku 20. století byly v Rotundě na přání tehdejšího olomouckého arcibiskupa Theodora Kohna (1893–1904) provedeny četné stavební úpravy – šest z osmi vstupů bylo zazděno, byl přistavěn vnější portikus, vodní hříčky i mechanické fontány v grottách byly zrušeny a došlo i k necitlivé přemalbě původních nástěnných maleb.