El conjunto de la Cartuja de Nuestra Señora de Aula Dei sigue fielmente la influencia del modelo tipológico establecido por la orden cartuja a partir del siglo XVI, y del que este conjunto es uno de los ejemplos más perfectos, caracterizados por la introducción de unos novedosos planos de perfecta simetría, así como la incorporación de nuevos elementos como los claustrillos y la creación de perfectos sistemas de comunicación entre las diferentes zonas del monasterio.

Este modelo tipológico está determinado por el trazado de una planta rectangular, el conjunto está rodeado de una muralla de ladrillo cuyos lienzos se refuerzan con cubos circulares, cubiertos por tejado cónico de teja árabe. Al interior se caracteriza por la disposición de la iglesia como núcleo central; el templo marca el eje longitudinal de la planta en el cual se sitúan la entrada, una gran plaza ajardinada de grandes dimensiones que precede a la iglesia y el gran claustro donde se ubica el cementerio. A ambos lados del patio de entrada se disponen dependencias tales como la procura y la hospedería, flanqueando la iglesia se sitúan dos pequeños claustros; a uno abren las capillas privadas, y en el segundo encontramos las dependencias de la comunidad, el refectorio, a modo de una gran nave cubierta con bóveda de crucería y decorada con pinturas murales; la Sala Capitular y la biblioteca.

El claustro consta de una gran planta rectangular formada por cuatro corredores, que a modo de naves se cubrieron con bóvedas de crucería. Estas bóvedas de nervios cruzados, trazan lunetos ojivales, arrancan de una cornisa de factura sencilla. Al exterior los corredores abrían mediante tres arquillos de medio punto que apoyan sobre estilizadas columnillas dóricas. Estos arcos fueron cerrados dos de cada tres en 1636 para resguardar del frío.

En torno al claustro se disponen las celdas de los monjes. Son como pequeñas casas con su dormitorio, oratorio, estudio, comedor, huerto, taller y solana. Constan de dos partes, la primera, denominada "Ave María", está presidida por la imagen de la imagen de la Virgen; la segunda es denominada "cubículo" y en ella se encuentra la alcoba, el lugar de oración, un armario y un lavabo. Desde el "cubículo" hay un pasillo que comunica con los talleres de trabajo y el servicio.
Además cada celda tiene un pequeño espacio para huerto.

Desde el punto de vista artístico, la Cartuja de Aula Dei constituye uno de los conjuntos más importantes en Aragón tanto por el enorme interés de su arquitectura como por el gran valor de las obras de arte que encierran sus muros.