En 1515, le roi François Ier est revenu vainqueur de la bataille de Marignan en Italie. Il a découvert les beautés de l’architecture italienne de la Renaissance. Le château est constitué d’un mélange d’architecture médiévale, représentée surtout par le donjon central flanqué de quatre tours massives, et d’emprunts à la Renaissance italienne avec les terrasses, les pilastres, les caissons des voûtes…
Les dimensions du château sont impressionnantes : 156 m de long, 56 m de haut. Il compte 77 escaliers, 282 cheminées et pas moins de 426 pièces !