המקדש מוקף על ידי עשרה עמודים היוצרים מבנה קבר בצורת כוורת. קוטר הרוטונדה הוא 16 מטרים בקירוב. במרכז הגג ניצבת כיפת קופולה, ובה ארבעה חלונות המאירים על האולם המרכזי. למבנה יש כניסה אחת בלבד. בתוך המבנה יש קישוטים שונים כגון פרוטומות ותבליטים שונים.
מקדש הידידות.
מקדש הידידות (Freundschaftstempel) הוא מקדש עגול וקטן בחלק המערבי של הפארק. המקדש נבנה על ידי פרידריך הגדול לזכר אחותו האהובה, הנסיכה וילהלמינה מפרוסיה, שמתה ב-1758. המקדש נבנה דרומית לשדרה המרכזית של הפארק בין 1768 ל-1770 על ידי האדריכל קארל פון גונטארד, והשלים מבחינה מבנית את מקדש העתיקות הנמצא בקצה הצפוני של הציר המחבר ביניהם ועובר דרך השדרה.
המבנה הידוע שהיווה השראה למקדש הידידות הוא מקדש אפולו הקטן שבגן אמלתיאה. מקדש זה היה אחת העבודות הראשונות של פון קנובלסדורף, שבנה אותו ב-1735 בגן הפרחים והירקות שהוקם על ידי פרידריך בעיירה נוירופין שבברנדנבורג. מקדש אפולו היה מקדש פתוח ועגול, אך ב-1791 הוא נסגר באמצעות קירות לבנים שסתמו את המרווח בין שמונה העמודים שתמכו בגג הכיפתי.
על מנת להנציח את זכרה של וילהלמינה החליט פרידריך לבנות מקדש עגול ופתוח עם גג כיפתי, הנתמך על ידי שמונה עמודים קורינתיים. מקורו של מבנה זה הוא ביוון העתיקה, שבה הוקמו מבנים מסוג זה מעל פסלים דתיים או מצבות קבר. בגומחה חלולה שבקיר האחורי של המקדש הוצב פסל בגודל מלא של וילהלמינה, המחזיקה בידה ספר. פסל השיש נוצר בסדנה של האחים יוהאן דויד ויהאן לורנץ ראנץ, שהתבססו על דיוקן שצויר על ידי צייר החצר אנטואן פסן (Antoine Pesne). המדליונים שעל העמודים מתארים זוגות של חברים מהעת העתיקה, כגון הרקולס ופילוקטטס. גם הספר שווילהלמינה מחזיקה בידה רומז על חיבתה לתחום ידע זה.
האובליסק.
כניסת האובליסק (Obeliskportal) מגדירה את הגבול המזרחי של הפארק. פרידריך הגדול הורה לבנות אותה ב-1747, לפי תוכניות של פון קנובלסדורף. הארמון החדש, שנבנה בתקופה מאוחרת יותר, ניצב בקצה שדרה מרכזית באורך שני קילומטרים שבקצה שלה נמצא האובליסק. בתקופתו של פרידריך שימשה כניסת האובליסק כנקודת יציאה בלבד, בעיקר כיוון שהפסלים פונים כלפי החלק הפנימי של הפארק.
שני פסלי אבן חול מהסדנה של פרידריך כריסטיאן גלום ניצבים על עמודים משני צדי הכניסה. פלורה ופומונה מושכות את תשומת הלב לשילוב בין סגנונות גן הנוי וגן המטבח שבפארק. על המדרגות של האובליסק חרוט שם הארמון, והן מסמלות את גבול הפארק. ההירוגליפים הקישוטיים נוצרו לפי דמיונו של האומן, ואין להם משמעות כלשהי, כיוון שבמאה ה-18 לא היה בנמצא תרגום לכתב החרטומים.
הארמון החדש.
הארמון החדש (Neues Palais) שוכן בחלק המערבי של הפארק. בניית הארמון החלה ב-1763 והסתיימה ב-1769. הארמון נחשב לארמון הבארוק הפרוסי הגדול האחרון.
הארמון כלל כ-200 חדרים, מתוכם ארבעה חדרי התאספות למטרות שונות כגון אירועים לאומיים. פרידריך התגורר בדרך כלל במערכת החדרים שבקצה הדרומי של הבניין. הארמון ננטש לאחר מותו, והחל מ-1859 שימש את מי שלימים יהיה הקיסר פרידריך השלישי. בתקופתו של וילהלם השני בוצעו בארמון עבודות חידוש, שיקום, ומודרניזציה. לאחר מהפכת נובמבר והדחת הקיסר הפך הארמון למוזיאון. רוב הרהיטים שהיו בו נבזזו על ידי הצבא האדום במלחמת העולם השנייה, או נשלחו למקום גלותו של הקיסר בהולנד.
האדריכל יוהאן גוטפריד בירינג הופקד על העבודה, והסתייע לשם כך באדריכל נוסף בשם היינריך לודוויג מאנגר. ב-1764 הועבר תכנון הארמון לקארל פון גונטארד, בעקבות מחלוקות בנושאים עיצוביים. החזית התלת-קומתית כמעט והושלמה במקביל לפנים הארמון הלא-גמור. בראש החלק המרכזי של הארמון נבנתה כיפה גדולה. למעלה מ-400 פסלי אבן חול מעטרים את הארמון ואת מבני המשנה שלו.
החלק המרכזי של הארמון כולל ארבעה אולמות מפוארים בנוסף למגורי משפחת המלוכה. בקומת הקרקע נמצא אולם גרוטו (Grotto Hall), שקירותיו, רצפתו ותקרתו מקושטים בציורים ובפסלים רבים. גלריית השיש הדרומית שבקומת הקרקע מובילה אל מגורי המלך. מעל אולם גרוטו נמצא אולם השיש, שהוא הגדול ביותר מבין האולמות ומתנשא לגובה של שתי קומות. בפילסטרים שבאולם יש 12 פסלים, המתארים שמונה נסיכים בוחרים מברנדנבורג וארבעה קיסרים. הגלריה העליונה נמצאת בדרום אולם השיש ובדיוק מעל גלריית השיש שבקומת הקרקע.
התיאטרון שנבנה בתקופת פרידריך הגדול מתפרס על פני שני מפלסים שמעל קומת הקרקע, והוא עדיין פעיל. בתיאטרון אין תא צפייה מלכותי, כיוון שפרידריך העדיף לשבת בקרב אורחיו. סידור המושבים דומה לזה של אמפיתיאטרון.
מהארמון החדש אל הכיכר הראשית מול ארמון סנסוסי נמתחת שדרה ארוכה, מלווה בעצים וספסלים לצידה. מול חזית הארמון ישנה כיכר בצורת חצי עיגול המסמנת את אחד מקצוות השדרה. הכיכר המעוגלת למחצה מוקפת בפסלים לבנים ובעצים ירוקים וגזומים בצורה מעוגלת הנמתחים עד קצה השדרה, בכניסה אל הארמון.
רואיננברג.
הרואיננברג (Ruinenberg – הר ההריסות) הוא מתחם המכיל אוסף של הריסות אמנותיות. ניתן להשקיף עליו מהצד הצפוני של הארמון, בין העמודים. המתחם ניצב באזור גבוה יחסית, ובשל כך זכה לשמו.
ב-1748 הורה פרידריך הגדול לבנות מאגר מים בנפח של 7,600 מטרים מעוקבים על אדמות ששימשו לציד עופות. מסביב לבריכה הוקמו חיקויים למבנים שונים כגון מקדש רומי עגול, שלושה עמודים איוניים גבוהים, פירמידה קטנה, וקיר הרוס למחצה שעוצב כאילו היה חלק מתיאטרון רומי.
פרידריך היה זקוק לכמות גדולה של מים עבור הפרויקטים שתכנן באותה תקופה: מערכת מזרקות, נקבת נפטון, ואכסדרת שיש בשטח הפארק (האכסדרה אינה קיימת יותר). הרעיון הבסיסי של התוכניות היה לשאוב מים מההאפל באמצעות טחנות רוח, ובסופו של דבר להעביר אותם אל המזרקות דרך מערכת תת-קרקעית של צינורות. על אף שפרידריך השקיע בכך ממון רב, הפרויקט נכשל בגלל היעדר הידע הטכני של אנשיו. הוא נטש את הרעיון ב-1780. לודוויג פרזיוס, שהיה מעורב בביצוע הפרויקט מאה שנים לאחר מכן, תכנן להרחיב את קיר התיאטרון שעל הרואיננברג עם מגדל בגובה 23 מטרים, בסגנון הדומה לזה של מגדל שמירה מימי הביניים. הוא מת לפני שהספיק להשלים את תוכניתו, וב-1846 בנה פרדיננד פון ארנים את המגדל שנקרא "המגדל הנורמני".
הרואיננברג גובל בשני גנים בעיצובו של פטר יוזף לנה: הסיציליאני בדרום-מערב שנבנה ב-1856, ומולו הגן הנורדי שנבנה עד 1860. ב-1904 החל גאורג פוטנטה לבנות מתחם גנים בין ארמון האורנז'רי לבלוודרה, וסיים אותו כעבור ארבע שנים. הגן זכה לשם "Potentestück" – עבודתו של פוטנטה. מאז 1995 מבוצעות לפרקים עבודות שיפוץ בגנים ובמערכת המים שבהם.
בלוודרה.
הבלוודרה על הקלאוסברג (Belvedere auf dem Klausberg) נבנה בין 1770 ל-1772, בתקופת שלטונו של פרידריך הגדול, על רכס הגובל בחלק הצפוני של הפארק סנסוסי. האדריכל גאורג כריסטיאן אונגר הופקד על בניית הבלוודרה, שבלט למרחק רב בנוף העירוני של אותה תקופה.
בניית הבלוודרה החלה לאחר השלמתו של הארמון החדש. הבניין נודע בזכות הנוף הנרחב של פארק סנסוסי והסביבה אשר נשקף מחלונותיו. המדרגות החיצוניות בצד הצפוני של הבית נפגעו במשך השנים, וב-1839 נבנו מחדש בצורת פרסת סוס. בסבב השיפוצים של 1903 הורה הקיסר וילהלם השני לבצע בבלוודרה עבודות התאמה למגורי משפחת המלוכה. הבניין ניזוק קשות בשלהי מלחמת העולם השנייה, ורק ב-1990 שופץ מחדש כמחווה לאיחוד גרמניה.
הבלוודרה היה מבוסס מבחינה תכנונית על הארמון האימפריאלי ששכן בגבעת הפאלאטיום ברומא העתיקה. קומת הקרקע עגולה, והבניין מוקף בעשרים עמודים איוניים שמעליהם עשרים עמודים קורינתיים. טבעת העמודים נקטעת על ידי שתי מרפסות. כיפת התקרה הקמרונית מקושטת בעשרים פסלים, ויש בה שמונה חלונות צרפתיים שדרכם חודר האור לבניין.
החדר התחתון בבניין נפגע בשלהי מלחמת העולם השנייה, ולא שופץ מאז. קודם לכן, במאה ה-18, מאפייניו הבולטים היו שיש שלזי לבן שקישט את הקירות, מרצפות שיש אפורות בצורת טרפז, ו-16 כיסאות מצופים מתכת עם מושבי עור אדום. השיש הירוק הרך שבחדר העליון והמשוקף גורם להפיכת האור החודר אליו לכחול. על תקרת החדר יש ציור של עננים וסוגים שונים של עופות, והיא שוחזרה לאחר המלחמה לפי תצלום ישן בשחור לבן.
ארמון שארלוטנהוף.
ארמון שארלוטנהוף (Schloss Charlottenhof) נמצא בכיוון דרום-מערב מהארמון. פרסומו הראשוני נבע מהיותו מקום מגורי הקיץ של נסיך הכתר פרידריך וילהלם, לימים המלך פרידריך וילהלם הרביעי.
אזור הפארק והמבנים שליד הארמון מתוארכים למאה ה-18. האזור היה בבעלות מספר אנשים עד שהקיסר פרידריך וילהלם השלישי רכש את הקרקע, והעניק אותה לבנו כמתנה עבור חג המולד של 1825. נסיך הכתר הטיל על האדריכל קארל פרידריך שינקל לבנות מחדש את בית החווה ששכן במקום, והפרויקט בוצע בין 1826 ל-1829. בסיום הפרויקט הוקם ארמון נאו-קלאסי על יסודות בית החווה, לפי מודל של וילות ברומא העתיקה. נסיך הכתר נטה לעסוק באמנויות שונות, והוא השתתף בתכנון הארמון והפארק באמצעות שרטוטים שיצר בעצמו. הארמון והפארק נקראו באופן רשמי שארלוטנהוף כמחווה למריה שארלוטה פון גנצקוב, שהייתה הבעלים של האזור בין 1790 ל-1794.