Côté cour :

Le château de Lunéville se situe sur une butte dominant la Vezouze, peu avant sa confluence avec la Meurthe. Depuis le Moyen-âge, un château permettait en ce lieu de contrôler la route de Nancy vers les pays du sel. Le dispositif était complété plus à l'Est par le château de Blâmont, dont les ruines veillent toujours.

Le château primitif consistait en un château rectangulaire, dont le tracé correspond actuellement à la cour d'honneur, avec ses ailes en retour disposées en U. Le château Renaissance avait également cette assise.

En dépit de sa position, aucun élément du passé n'est visible dans le château actuel, qui fut entièrement reconstruit par le premier architecte du duc de Lorraine : Germain Boffrand.

Durant vingt ans, l'architecte s'attelle, dans un contexte financier difficile, à la réédification d'un palais en H. Une première cour est construite sur les soubassements du château Renaissance, avec de part et d'autre deux grandes ailes projetées pour y loger les appartements ducaux et la cour. Le tout est relié par un corps central qui ne sert qu'à la circulation entre les deux ailes. Seule l'aile sud sera entièrement édifiée. Au-devant de la cour d'honneur, et comme à Versailles, des corps de casernes forment une cour plus vaste encore, ouverte vers la ville et la route qui mène de Nancy au piémont vosgien. Au-delà d'un porche ouvert dans le corps central, s'ouvre la perspective principale sur le parc.

L'entrée dans l'aile sud, via le vestibule, permet d'accéder à la salle des Gardes, puis à la salle de la Livrée, reconnaissable à son carrelage en damier et à ses murs rouges. Véritable antichambre de la chapelle, elle communique directement avec celle-ci.

La chapelle est un simple vaisseau de forme oblongue, entouré d'une galerie soutenue par des colonnes de style ionique. D'apparence épurée, l'alternance de colonnes de grès rose et de stuques blancs ainsi que d'angelots lui donne une touche légèrement baroque. La chapelle est éclairée par de vastes baies situées au Sud, tandis qu'une entrée principale lui fait face et permet un accès par l'escalier d'honneur, vaste escalier en pierre de taille sculpté au chiffre de Léopold de Lorraine. Le palier de l'escalier permet d'une part d'accéder à la galerie de la chapelle et aux appartements ducaux, en cours de restauration, et d'autre part à la crypte (qui servait à l'époque de cave à vin), aujourd'hui aménagée en espace culturel.

Côté jardin :

Si les habitudes de cour étaient déjà prises sous le règne de Léopold de Lorraine, le château est pourtant plus connu du fait de la présence de Stanislas Leszczynski, roi déchu de Pologne. Stanislas, érudit friand de goûts orientaux, marqua les esprits. Il agrandit notamment les jardins et y ajouta nombre de fabriques et « chinoiseries » dues à Émmanuel Héré, son génial architecte, qui édifiera plus tard la fameuse Place (Stanislas) de Nancy.

La parc est également agrémenté d'une « cour du Rocher », véritable collection d'automates hydrauliques, qui fut malheureusement dispersée, vendue ou détruite lors de l'abandon du château aux services des armées de Louis XV.
Aujourd'hui, il reste tout de même un vaste et beau jardin à la française, agrémenté de massifs et de bassins.