Villa Rotonda jest realizacją, która w pełni obrazuje teorię, którą opracował Palladio w Czterech księgach o architekturze. Miary określające wielkość zaprojektowanych przezeń pomieszczeń były zestawiane tak by w sposób jednoznaczny wyznaczały plan, elewacje i wnętrza budynku. Założenia architektoniczne były ustalane na zasadzie stosunków harmonicznych. Ważnym czynnikiem kształtującym styl było wytyczenie idei całości i hierarchizacja poszczególnych elementów budynku, które są wzajemnie podporządkowane. Dyspozycja przestrzenna rezydencji została rozplanowana w oparciu o geometrię. Proporcje wymiarów pomieszczeń i całej bryły są ściśle dopasowane do przenikających się w sposób harmonijny kół, kwadratów i rombów. Villa Rotonda jest trójkondygnacyjna. Ponad niskim przyziemiem znajduje się piano nobile – kondygnacja z reprezentacyjnymi pomieszczeniami. Powyżej trzecia kondygnacja o wysokości podobnej do przyziemia. Wysokość przyziemia i górnej kondygnacji razem wziętych odpowiadają wysokości piano nobile.
Architekt zadbał także o estetykę elewacji zewnętrznych. Odznaczają się one oszczędnym zastosowaniem dekoracji i elementów architektonicznych, w celu wyeksponowaniu bryły.