Karl weihte die Aachener Kirche der Gottesmutter und Christus dem Erlöser. Hier verrichteten die Mitglieder des von Karl gegründeten Marienstifts, einer Gemeinschaft von Geistlichen, täglich zu festgelegten Zeiten das Chorgebet. An den zahlreichen Altären wurde mehrmals am Tag die Messe gelesen.

Viele Darstellungen greifen das Thema „Karl als Bauherr der Kirche“ auf: So zeigt der 1215 vollendete Karlsschrein in einem seiner Dachreliefs den Herrscher mit einem Modell der Kirche, welches er der Gottesmutter überreicht.

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Von Beginn an ist die Gottesmutter die Schutzherrin der Kirche. Schon sehr früh kommen der Legende nach Marienreliquien nach Aachen, darunter als bedeutendste das Marienkleid im Marienschrein.

Das Gnadenbild der Muttergottes im Dom wird nach liturgischen Vorgaben im Laufe des Kirchenjahrs immer wieder neu eingekleidet und festlich geschmückt. Der reiche Fundus an Kleidung und Schmuck ist zum Teil auf königliche Schenkungen zurückzuführen. Auch Privatpersonen hinterlassen aus Dank oder als Fürbitte persönliche Wertgegenstände.

Zahlreiche Marienbilder in der Domschatzkammer belegen die kontinuierliche Verehrung der Gottesmutter: farbig gefasste Holzskulpturen, silberne Marienstatuetten (hier im Bild die „Madonna mit dem Stifter“, Aachen, um 1330), Maria mit Kind in Elfenbein geschnitzt als Teil eines Buchdeckels, Ikonenmalerei und Tafelmalerei.

Kelche, Monstranzen, Altarbilder, liturgische Gewänder und deren Zierde wie Chormantelschließen belegen in der Domschatzkammer die lange Geschichte der Liturgie von der karolingischen Marienkirche bis zum heutigen Dom. Ein besonders prächtiges Schatzstück ist die Monstranz des Aachener Goldschmieds Hans von Reutlingen (Aachen um 1520, Strahlenkranz ergänzt 1842).

Mit dem Todestag Karls des Großen, dem 28. Januar 814, wird die Marienkirche zur Grabeskirche des Kaisers. Am Abend seines Todes wird Karl im antik-römischen Proserpinasarkophag bestattet, der heute in der Domschatzkammer ausgestellt ist. Bald wird das Karlsgrab im südöstlichen Bereich des 16-Ecks der karolingischen Kirche Anziehungspunkt zahlreicher Herrscher, die sich auf Karl berufen.

Karl der Große steht bis ins späte Mittelalter für die Idee, als christlicher, römisch-deutscher Herrscher an die Ideale der Antike anzuknüpfen und deren geistige und kulturelle Impulse zu übernehmen. Im Jahre 1165 erfolgt die Heiligsprechung Karls des Großen. 50 Jahre später – 1215 – werden die Reliquien in den Karlsschrein überführt. In der Folgezeit entstehen zahlreiche Reliquienbehälter wie die Karlsbüste und das Karlsreliquiar, die Teile der Gebeine Karls aufnehmen und besonders wirkungsvoll seine Verehrung dokumentieren. Das Armreliquiar ist eine Schenkung des französischen Königs Ludwig XI. von 1481. Es birgt Oberarmknochen und Speiche des rechten Armes Karls des Großen.

König Otto I. begründet mit seiner Krönung und Inthronisation in Aachen im Jahre 936 die 600 Jahre währende Funktion der Marienkirche als Krönungsort der deutschen Könige. Bis 1531 werden 30 Könige und zwölf Königinnen in der Aachener Stiftskirche gekrönt. Die Inthronisation auf dem Marmorthron im Hochmünster ist Sinnbild für die „‚Inbesitznahme“ des Reiches. Zugleich wird der König in das Aachener Stiftskapitel aufgenommen und verspricht dem Aachener Marienstift Treue und Schutz.

Mit der Krönung erhält das Marienstift großzügige Schenkungen in Form von Grundherrschaften, Kirchen und Abgaben. Schatzstücke wie das Zepter des Richard von Cornwall (im Bild) oder die Krone der Karlsbüste werden für die Krönungszeremonien angefertigt und gehen als königliche Schenkungen in den Besitz der Kirche über. Sie sind heute wichtiger Bestandteil des Domschatzes.

Sterbliche Überreste von Heiligen oder Gegenstände, mit denen sie in Verbindung gebracht werden, werden in der katholischen Kirche als Reliquien verehrt und in kostbaren Gefäßen und Schreinen aufbewahrt.

Die Aachener Heiligtumsfahrt gilt als eine der größten Wallfahrten im Spätmittelalter. Der Legende nach geht der Reliquienschatz in Aachen auf eine Schenkung des byzantinischen Kaisers an Karl den Großen zurück. Dabei sollen auch die sogenannten vier großen Aachener Heiligtümer gewesen sein. Nach der Überlieferung handelt es sich um das Kleid der Mutter Gottes, die Windeln Jesu, das Enthauptungstuch Johannes des Täufers und das Lendentuch Christi, das er am Kreuz trug. Die vier Tuchreliquien werden seit 1239 im Marienschrein aufbewahrt und seit 1349 bis in die heutige Zeit alle sieben Jahre den Pilgern gezeigt. Im Mittelalter und in der Frühen Neuzeit präsentierte man zu diesem Anlass den gesamten Reliquienschatz in seinen kostbaren Behältnissen. Die nächste Heiligtumsfahrt wird vom 17. bis 25. Juni 2028 stattfinden.

Die Textilsammlung umfasst 2340 Textilien unterschiedlichster Art. Dazu gehören antike und frühmittelalterliche Stoffreliquien sowie orientalische und byzantinische Seidenstoffe, die als Reliquienhüllen dienten. Neben den vier großen Aachener Heiligtümern gehören ihre 1629 gestifteten, reich bestickten Hüllen ebenso zu den großen Kostbarkeiten wie die Cappa Leonis und „Bernhardskasel“ mit Perlenschmuck aus dem 12. Jahrhundert. Dazu kommen liturgische Gewänder und andere Paramente vom Mittelalter bis zum 20. Jahrhundert und die kostbaren Kleiderpaare des Gnadenbildes. Die Sammlung der barocken Paramente gilt als die größte im Rheinland. Aus konservatorischen Gründen kann der Textilschatz nicht ständig ausgestellt werden. Daher werden im Untergeschoss im Wechsel mit Fotoausstellungen Textilien aus eigenen Beständen präsentiert.