Karlovo náměstí bylo vybudováno za Karla IV. společně s výstavbou Nového Města. Určitě se od počátku nejednalo o klidný park tak, jak ho známe nyní.
Naopak, na Karlově náměstí probíhal živý obchod. Obchodovalo se zde s dobytkem (proto dřívější název Dobytčí trh) i s nasolenými rybami či obilím. Po roce 1354 se stalo také poutním místem. Uprostřed náměstí stála dřevěná kaple Božího těla, kde vždy o Velikonocích Karel IV. vystavoval říšské korunovační klenoty a ostatky svatých.
V roce 1843 náměstí zcela změnilo svou podobu, o kterou se postaral zahradní architekt František Thomayer. Architektonicky sjednotil obě části náměstí a vysadil luxusní obvodové stromořadí. Dnes zde můžete napočítat 350 stromů a 48 jejich druhů, které jsou součástí městské památkové rezervace! Kromě jiných je to javor, dub, platan, lípa a kaštan.
Dnes tedy Karlovo náměstí představuje luxusní park s rozlohou 80 550 m² zdobený kašnami a 7 sochami významných českých osobností. Najdete zde sochu Elišky Krásnohorské, Karolíny Světlé, přírodovědce a lékaře Jana Evangelisty Purkyně, básníka Vítězslava Hájka, botanika Benedikta Roezla a Jana Želivského a morový sloup se sochou svatého Josefa s Ježíškem.
Nejstarší budova a dominanta náměstí je Novoměstská radnice, kde se 30. 7. 1419 odehrála první pražská defenestrace. Současné objekty pochází od architektů Kamila Hilberta a Antonína Wiehla.
Zajímavý je také kostel sv. Ignáce z roku 1665, budova ČVUT ze 70. let 19. století od Vojtěcha Ignáce Ullmanna a luxusní budovu představuje Faustův dům (Mladotovský palác). Ten je proslulý tím, že ho od roku 1590 vlastnil alchymista císaře Rudolfa II. Edward Kelly a od 18. st. zde žil Ferdinand Antonín Mladota, který se zabýval zkoumáním přírodních věd a vědeckými pokusy.