Die Amalienburg steht im Amalienburger Garten, der sich an das Gartenparterre nach Süden anschließt. Der einstöckige Rokokobau war ein Geschenk von Kurfürst Karl Albrecht an seine Frau Amalie. Das nach ihr benannte Gebäude wurde nach Plänen von François Cuvilliés d. Ä. von 1734 bis 1739 als Jagdschlösschen für die Fasanenjagd erbaut. Es ist ein typisches Lustschloss der späten Barockzeit. Der Eingang befindet sich im Westen, davor ist ein rund eingeschwungener Ehrenhof angedeutet. Auf der Ostseite führt eine Treppe ins Freie, ursprünglich befand sich hier ein auf das Gebäude bezogenes Gartenparterre. Es ist, bedingt durch die Umgestaltung im Landschaftsstil, nicht mehr erkennbar.

Als Leitform im Ornament des frühen Rokoko findet sich zwar die Rocaille, doch herrschen am Bau noch florale Ornamentmotive vor. Die Stuckarbeiten und Schnitzereien des Jagdschlösschens wurden von Johann Baptist Zimmermann und Joachim Dietrich ausgeführt. Sie gehören in ihrer Feinheit, bewegten Lebendigkeit, zarten Farbfassung mit üppigem Blattgold und -silber zum Besten der Epoche. Der Eingang führt zu dem zentral gelegenen, runden Spiegelsaal, dessen Spiegelwände die äußere Natur abbilden. Im Norden schließen das Jagdzimmer und das Fasanenzimmer, im Süden das Ruhezimmer und das Blaue Kabinett an; von dort aus sind die Retirade und die Hundekammer zugänglich.

An das Fasanenzimmer im Norden grenzt die Küche. Die blau-weißen Fliesen im chinesischen Stil zeigen Blumen und Vögel. Zur Einrichtung der Küche gehört ein Herd herkömmlicher Bauart, bei dem das Feuer auf der Ofenplatte entfacht wurde. Daneben steht ein 1735 von François Cuvilliés d. Ä. entworfener Castrol-Herd (abgeleitet von Casserole, französisch für Kochtopf); es handelte sich um den ersten Herd mit geschlossenem Feuerkasten und darüberliegender Herdplatte. In den dafür gemauerten Mulden benötigte das Feuer weniger Holz. Als im fürstlichen Umfeld besonders selten vorkommende Räume erfuhren die Küche und Hundekammer zur 800-Jahr-Feier der Landeshauptstadt München (1958) eine umfassende letzte Renovierung.

In der Mittelnische der östlichen Fassade befindet sich eine in Stuck ausgeführte Halbplastik von Johann Baptist Zimmermann, die eine Szene mit der Jagdgöttin Diana darstellt. Die Darstellung leitet das die gesamte Ausstattung des Gebäudes bestimmende Bildprogramm ein. Die Attika trug aus dem Jahr 1737 stammende, ebenfalls nach einem Entwurf von Zimmermann gefertigte, Ziervasen, die zu einem unbekannten Zeitpunkt verschwanden. Im Jahr 1992 wurden sie nach einem Entwurf von Hans Geiger neu geschaffen, vier schmücken seitdem die Eingangsfassade, zwölf die Gartenseite der Amalienburg.

Eine Plattform mit kunstvollem Gitter, die dem Bauwerk in der Dachmitte aufgesetzt ist, diente als Hochstand für die Fasanenjagd: Die Vögel wurden von der damaligen Fasanerie (heute Menageriegebäude) zur Amalienburg getrieben. Da das Schlösschen durch die im Hause befindliche Küche versorgt werden konnte, fehlt der Amalienburg im Gegensatz zu den beiden anderen Parkburgen ein eigenes Wirtschaftsgebäude.