Posee 42 habitaciones dispuestas en tres niveles. En promedio tiene 50 m de largo por 30 m de ancho y 30 m de altura. Cuenta con una amplia escalinata en su fachada oriental, pero también tiene accesos complementarios en su costado poniente y, además, dos escaleras interiores que facilitan la circulación entre los aposentos. Estos elementos de comunicación interna son poco usuales en la arquitectura maya y la solución técnica de sus arcos abovedados, que giran en planos oblicuos, ha recibido la atención de diversos especialistas. La amplitud de las cámaras, sus aditamentos interiores y distribución han llevado a plantear que la mayoría fue utilizada con propósitos habitacionales por los gobernantes y cortesanos asociados. Los aposentos de menores dimensiones, ubicados en los niveles 1 y 3, pudieron emplearse para depositar los diversos aditamentos usados por la élite (amplios tocados, trajes ceremoniales, incensarios, cayados, parasoles, etcétera).

Por sus dimensiones y complejidad, el Palacio de Santa Rosa Xtampak es único, aunque equiparable a otras construcciones monumentales de carácter residencial de élite, como los palacios de Sayil, Xkipché y Labná, o el lado poniente del Edificio de los Cinco Pisos en Edzná.