Schloss Goseck liegt in malerischer Randlage hoch über dem weiten Saaletal. Schon in fränkischer Zeit bestand auf dem Berggelände am linken Ufer der Saale eine Befestigung. Im Hersfelder Zehntregister wurde eine Burg Goseck als Grenzburg erwähnt, vermutlich wurde sie schon im 9. Jahrhundert von einem Thüringer Grafengeschlecht errichtet.
Sie war eine der zahlreichen Grenzburgen an der Saale und wurde im 11. Jahrhundert von einem sächsischen Adelsgeschlecht bewohnt, dem das Amt des Pfalzgrafen von Sachsen zustand. Mit Friedrich I. trat es erstmals in das Licht der geschriebenen Geschichte. Damals bestimmte er sie zur Stammburg seines Geschlechtes und gründete in ihr eine kirchliche Stiftung.

Um 1041 wurde die Burg Goseck von den Brüdern Dedo und Friedrich II aufgegeben, in ein Kloster des Benediktinerordens umgewandelt und mit dem Bau einer Kirche mit Krypta und dem Klostergebäude begonnen. Am 29. September 1053 weihte der Erzbischof Adalbert von Bremen die große Kirche des Gosecker Benediktinerklosters. Die Brüder, die sich weiter sächsische Pfalzgrafen von Goseck nannten, nahmen nun ihren Sitz auf der Weißenburg.

Von der 1053 geweihten Klosterkirche blieb wenig erhalten. Lediglich die Ostteile mit Querhaus, Sanktuarium, Krypta und spätromanischem Südwestturm stammen noch aus dieser Zeit. Der Raum der Krypta ist nur mit einem Mittelpfeiler versehen, der die Kreuzgratgewölbe trägt. Damit weicht Goseck typologisch von anderen Krypten deutlich ab, die meist dreischiffig und mit vier Stützen gebaut wurden. Nach der Säkularisation des Klosters wurde die Krypta durch eine Quertonne in zwei Geschosse unterteilt. In ihrem oberen Raum blieben Reste spätgotischer Malereien erhalten, die aber bisher nicht näher untersucht worden sind.

In den Kellern und der Gruft des Schlosses Goseck sowie einer nahe gelegene Höhle befinden sich geschützte Fledermausquartiere, die den Fledermäusen Unterschlupf bieten. Die Winterquartiere der vom Aussterben bedrohten Tiere wurden zum Naturdenkmal erklärt.

Mit dem Umbau des Schlosses in den Jahren 1615-20 unter Bernhard von Pöllnitz trennte man Vierung und Chor vom Schiff und richtete dort eine Schlosskapelle ein. Das Langhaus der ehemaligen Klosterkirche ist dabei restlos abgebrochen worden. Damals wurde auch das Portal mit den Rustikalverzierungen eingebaut.
Das eigentliche Schloss wurde als geschlossene Vierflügelanlage in den Formen der Renaissance im 16./17. Jahrhundert errichtet. Der ältere Nordflügel bezog dabei Fundamente und Bauteile von der ehemaligen Klosterkirche mit ein. Auch zwei spätgotische Portale sind in den Renaissancebau mit übernommen worden. Der zweigeschossige Westflügel des Schlosses entstand 1602 und besitzt eine mit Beschlagwerk kunstvoll verzierte Tordurchfahrt aus dieser Zeit. Die Inschriftentafel über dem Tor erinnert an den Neu- oder Umbau. Der schmucklose östliche Anbau mit den offenen Arkaden wurde dagegen erst um 1906 in die heutige Form gebracht. Von der Schlosswirtschaft blieb auf der Nordseite des ehemaligen Klosterhofes ein spätbarockes Nebengebäude von guten Proportionen erhalten.

In der Nähe des heutigen Ortes Goseck entstand vor rund 7000 (3000 Jahre vor Stonehenge) Jahren eine kreisrunde Anlage mit 75m Durchmesser und diente als Sonnenobservatorium. Das Gosecker Observatorium hatte anders als andere derartige Funde nur 3 Pforten. Die Wissenschaftler sind sich einig, dass diese Anlage das bisher älteste Sonnenobservatorium Europas ist.