Проникнутый с детства христианскою религией, Карл чтил ее свято и благочестиво, а потому выстроил в Ахене собор чрезвычайной красоты, и одарил его золотом, серебром, паникадилами, решетками и вратами, вылитыми из отличной меди. Не имея возможности достать для его постройки колонн и мрамора, он постарался привести материал из Рима и Равенны. Ревностно посещал церковь и утром и вечером, ночью и за обеднею, насколько ему позволяло здоровье, и особенно старался о том, чтобы все, совершавшееся в ней, отправлялось с величайшим почтением; очень часто он уговаривал церковных служителей не позволять приносить в церковь что нибудь неприличное и нечистое и оставлять в ней. Ахенский собор был наделен священными золотыми и серебряными сосудами и ризами в таком количестве, что при богослужении даже привратники, составляющие самую низкую ступень церковного чина, не имели надобности ходить в обыкновенной одежде. Им же тщательно был устроен порядок чтения и песнопения, ибо он имел довольно искусства и в том и в другом, хотя сам никогда не читал всенародно и пел не иначе, как про себя, или в хоре с другими.
Каролингское возрождение, начавшееся при императоре, привело к возникновению десятка школ при церквах и монастырях.
Во дворце Карла была образована Палатинская академия. И хотя сам император не знал грамоты, по его приказу придворные ученые составили грамматику народного языка, ввели в обиход франкские названия месяцев и ветров, начали собирать народный фольклор.