Die Burg Hohenzollern stellt in ihrer heutigen Erscheinung ein charakteristisches Beispiel historistischer Architektur unter dem Einfluss der Spätromantik dar. Der umfassend geschulte Baumeister Friedrich August Stüler orientierte sich bei seinen Entwürfen vorrangig an Bauten der Spätgotik in Deutschland, aber auch in England, Frankreich und Italien. So weisen seine Fassaden und Turmformen Elemente der Loire-Schlösser ebenso wie Einflüsse des englischen „gothic revivals“ auf, während die Eingangstreppe im oberen Burghof deutlich in Anlehnung an oberitalienische Palazzi gestaltet wurde, wie sie Stüler aus eigener Anschauung kannte.
Die über zwei Stockwerke reichende Stammbaumhalle entspricht mit ihrer offenen Deckengestaltung dem Typus einer „hall“, wie er häufig in englischen Landsitzen zu finden ist. Im benachbarten Grafensaal ließ sich Stüler nach eigenen Angaben von der Unterkirche der Sainte Chapelle in Paris sowie der Kapelle auf der Burg Karlstein bei Prag inspirieren, was die geradezu sakrale Atmosphäre erklärt, die sich besonders im flackernden Schein der noch heute zu besonderen Anlässen angezündeten Kerzen entfaltet. Die an den Saal angefügte Kaiserhalle, in der Statuten von Herrschern des Heiligen Römischen Reiches auf Konsolen angebracht wurden, zu denen die Hohenzollern in enger Beziehung standen, lässt mit ihrer schlanken Mittelsäule deutlich das Vorbild des Sommerremters auf der ostpreußischen Marienburg erkennen.
Die anschließenden Repräsentations- und Wohnräume weisen mit ihren dunklen Eichenvertäfelungen und stark farbigen Wandmalereien eine gediegene Wohnlichkeit in Verbindung mit einer zurückhaltenden Prachtentfaltung auf, wie sie der idealisierenden Vorstellung des 19. Jahrhunderts von der Epoche des späten Mittelalters entsprach. Vergleichbare Interieurs entstanden für das preußische Königshaus in jener Zeit u.a. auch in den Schlössern Babelsberg bei Potsdam und Stolzenfels bei Koblenz. Vor allem das Königinzimmer, auch Blauer Salon genannt, weist mit seinem aus fünf verschiedenen Hölzern zusammengesetzten Fußboden, der goldfarbenen Schablonenmalerei an den Wänden und den blau gepolsterten Sitzmöbeln charakteristische Merkmale jener Zeit auf. Im benachbarten Empfangszimmer wurde in der Gestaltung der Decke unmittelbar ein Motiv aus dem über mehrere Jahrhunderte als Grablege der Hohenzollern genutzten Kloster Heilsbronn in Franken übernommen.
Burg Hohenzollern: Innenansicht des Blauen Salons.
Die in Teilen noch aus dem 15. Jahrhundert stammende St. Michaelskapelle wurde beim Wiederaufbau der Burg um eine Vorhalle erweitert und dem Zeitgeschmack entsprechend angepasst, wobei u.a. wertvolle Glasgemälde des 13. Jahrhunderts aus dem aufgelösten Dominikanerinnen-Kloster in Stetten bei Hechingen verwendet wurden. Die Kapelle hat im 20. Jahrhundert nochmals mehrere Umbauten erfahren und zeigt sich heute wieder weitgehend in ihrer ursprünglichen Gestalt.
Beim Bau der auf Wunsch von Friedrich Wilhelm IV. erbauten und von ihm privat finanzierten evangelischen Christuskapelle dienten Stüler wiederum die Pariser Sainte Chapelle, in diesem Fall jedoch die Oberkirche, sowie der Westchor des Naumburger Domes als Anregung. Insgesamt zeigt sich also, dass die Burg Hohenzollern zahlreiche internationale Einflüsse aufweist, ohne ein konkretes Vorbild zu kopieren. Gerade in der relativ freien Verschmelzung einzelner Elemente liegt der eigentliche Reiz dieser Architektur, die auch nicht den Anspruch erhebt, das wirklichkeitsgetreue Abbild einer mittelalterlichen Burg zu sein. Es ist vielmehr die romantische Sehnsucht nach einem verklärten Mittelalter, die sich in Verbindung mit den durchaus gegenwärtigen Wehranlagen zu einem neuen Ganzen verband und deren suggestive Wirkung bis heute ungebrochen scheint.