Frederikskirken (Marmorkirken) er grundlagt i 1749 som et hovedpunkt i den nye bydel  Frederiksstad, men den nåede ikke ret højt, inden arbejdet gik i stå i over 100 år og stod næsten som en romantisk ruin. Oprindelig tegnet af arkitekten Nicolai Eigtved, videreført efter hans død i 1754 af N.H. Jardin indtil hans afskedigelse i 1770, og endelig fuldført i 1875-94 af Ferdinand Meldahl. Tegningen blev revideret hver gang, men den grundlæggende cirkulære kuppelform bestod. (Eigtveds oprindelige tegning kan ses her).

Kirken er tredelt i form og materialer. Den nederste del med den imposante indgang er konstrueret af norsk marmor, mens den cirkulære overbygning er af ølandsk kalksten og pudsede tegl. Korintiske søjler og pilastre pryder indgang og overbygning. Underbygningen har vinduer med skiftevis buede og trekantede overliggere, mens overbygningen har rundbuede arkader. Kuplen og dens lanternespir er beklædt med kobber.

I det indre er det underbygningen, der har rundbuede arkader og overbygningen, der har rektangulære vinduer (imellem korintiske søjler). I kuplen er der fresker af apostlene malet af Chresten Overgaard.

Kirken er omringet af statuer i bronze af betydelige danske religiøse figurer fra Ansgar til Grundtvig og Kierkegaard. Det er de grønne i billederne. De grå statuer derimod hører til balustraden foroven. De er blevet hejset ned for at gennemgå en omfattende restaurering. De blev udført i zinc i årene 1884-87 af en række kendte danske billedhuggere. De forestiller kirkefædrene og andre betydelige figurer i kirkens historie fra Moses til Martin Luther. 

Frederikskirken var et vigtigt element i planlægningen af Amalienborg slotsplads med en øst-vest akse til kirken i den ene retning og over vandet i den anden (hvor udsigten nu ender i det nye operahus).