พระที่นั่งดุสิตมหาปราสาทเป็นต้นแบบสำคัญของสถาปัตยกรรมสมัยรัตนโกสินทร์ที่เรียกว่า “พระมหาปราสาท” สร้างขึ้นเพื่อเป็นสถานที่ทรงประกอบพระราชกรณียกิจและเพื่อเฉลิมพระเกียรติยศแห่งองค์ประมหากษัตริย์ มีรูปแบบเป็นอาคารก่ออิฐถือปูนแบบไทยประเพณี หลังคาเป็นเครื่องไม้มุงกระเบื้อง ประดับเครื่องลำยองซึ่งประกอบด้วยช่อฟ้า ใบระกา นาคสะดุ้ง มีสิ่งที่โดดเด่น คือ การประดับปลายกรอบหน้าบันด้วยนาคเบือนแทนหางหงส์ ซึ่งพบเพียงไม่กี่แห่งในพระบรมมหาราชวัง

ที่หน้าบันทั้ง 4 ทิศและหน้าบันมุขเด็จด้านทิศเหนือประดับประติมากรรมรูปพระนารายณ์ทรงครุฑ แวดล้อมด้วยลายก้านขดออกปลายเทพพนมซึ่งเป็นลวดลายที่สืบต่อมาจากสมัยอยุธยา สัญลักษณ์ดังกล่าวสะท้อนคติความเชื่อที่ว่าพระมหากษัตริย์เปรียบดังองค์พระนารายณ์ เทพเจ้าที่อยู่ในสถานะกษัตริย์ผู้ปกครองตามคติความเชื่อในศาสนาพราหมณ์ได้อวตารมาปกครองยังโลกมนุษย์

ส่วนหลังคาที่มุงด้วยกระเบื้องเคลือบสีซ้อนชั้นนั้น แต่เมื่อแรกสร้างยังเป็นหลังคาดาดด้วยดีบุก ที่รักแร้หรือมุมฉากทั้ง 4 ของชั้นหลังคาประดับด้วยประติมากรรมรูปครุฑยุดนาค ที่กึ่งกลางของชั้นหลังคาจตุรมุขประดับด้วยยอดทรงปราสาทที่เป็นทรงกรวยแหลมสูง ลักษณะเครื่องหลังคาที่เป็นทรงปราสาทนี้ ยังเป็นต้นแบบในการสร้างพระมหาปราสาทองค์อื่น ๆ ต่อมาในพระบรมมหาราชวัง

ทั้งหมดนี้สื่อถึงการประดับสถาปัตยกรรมด้วยรูปอาคารจำลองให้เป็นเรือนซ้อนชั้นและเรือนยอดตามแนวคิดเรื่องปราสาท ซึ่งเป็นลักษณะสำคัญของเรือนฐานันดรสูงสำหรับเป็นที่ประทับของพระมหากษัตริย์ผู้ทรงเป็นสมมติเทพ