A kápolnához a stanzák bejáratától vezet le a lécső A Cappella Sistina IV. Sixtus rendeletére épült.1473-1481 között.Világhírét Michelangeló világhírű freskóinak köszönheti. A 40 méter hosszú  és 13 méter széles termet Mino da Fiescole márványkorlátja két részre osztja.

A mennyezet falfestményeit Michelangeló (1475-1564) viszonylag fiatalon 1508-1512 között készítette. A középső kilenc mező a bibliai teremtéstörténetet ábrázolja a sötétség és a világosság elválasztásától Ádám és Éva  teremtésén át egészen Noé részegségéig. A mennyezet cikkelyei közé ótestamentumi profétákat és pogány Szibillákat  festett a művész. Az oltár fölötti falon az Utolsó itélet freskóját már idősebben 1534-1541 között készítette. A több mint 20 méter magas és 10 méter széles alkotás központi alakja az itélkező Krisztus: jobbján üdvözültek, balján a kárhozottak kavargó tömege, az emberi testek megrázó viziója. (A meztelen alakokra utólag az erkölcsre hivatkozva  lepleket festettek.)  A két felső ives mezőben  angyalok tartják Krisztus kínszenvedésének eszközeit. Michelangelo freskói mellett háttérbe szorulnak az oldalfalakon  lévő képek, pedig ugyancsak világhírű mesterek kitűnő munkái, Perugino, Botticelli, Sigronelli, Ghirlandaio és Rosselli  alkotásai.

A Sixtusi kápolnában tartják a pápaválasztásokat, az un. konklávékat. Ilyenkor a Vatikánnak ebbe a szárnyába bezárják  (conklave=kulccsal) , befalazzák a biborosokat és kisszámú kiséretüket.. Hivatalosan ez a pápák magánkápolnája, de elsősorban  idegenforgalmi látványosság.