Капелла представляет собой домовую церковь дворца, построенного первым королём Сицилии Рожером II в 1130-1140 годах. Мозаики купола и трансепта на евангельские сюжеты созданы приглашёнными им византийскими мастерами, а мозаики главного нефа, посвящённые Книге Бытия - в царствование его преемника, Вильгельма I Злого. При следующем короле Вильгельме II Добром в боковых нефах был создан цикл мозаик с житиями апостолов Петра и Павла. Работы по отделке интерьера были завершены в 1460; выполненные в это время мозаики были стилизованы под византийскую работу XII века.
Интерьер капеллы привлекал внимание архитекторов гармонией разновременных и разнородных стилистических элементов, заимствованных из западной и восточной традиций декоративно-прикладного искусства и архитектуры. Особенно он был интересен русским архитекторам в связи с изучением византийского искусства, как одного из источников формирования в XIX веке национального русского стиля. К. А. Бейне первым изобразил сицилийский памятник. Интерьер Палатинской капеллы послужил образцом для внутреннего устройства церквей, возведённых по проектам А. М. Горностаева, Д. И. Гримма, Н. Л. Бенуа и др. Элементы интерьера впоследствии были изучены пенсионерами-архитекторами Ф. О. Богдановичем, Л. Л. Петерсеном, Д. И. Гриммом и особенно Ф. И. Чагиным и А. Н. Померанцевым, по зарисовкам и чертежам которых было опубликовано специальное издание.