Villa San Michele består av en hovedbygning, det gamle kapellet samt restene av et soverom med mosaikkgulv og veggmalerier, som kan ha blitt brukt av keiserne Tiberius eller Augustus. Villaen og kapellet er bundet sammen med en buet pergola og en allé av sypresser. I sin egen bok oppgir Munthe at han har vært sin egen arkitekt, men i den italienske utgaven av boken takker han den italienske kunstneren Aristide Sartorio, som har hjulpet ham med ulike tekniske problemer under oppførelsen. Sartorio var en kunstner med mange talenter som hadde syslet med malerkunst, grafikk, arkitektur og stått bak en monumentalfrise i parlamentsbygningen i Roma. Under de årene som San Michele ble bygget var han kunstprofessor i Wien. Hovedbygningen ble etter hvert komplettert med en andre etasje.