Charlemagne, en plus de réorganiser l'empire de l'intérieur, encourage au développement culturel de son peuple. Le but est de fonder un empire aussi fort que l'a été l'empire romain, que ce soit sur le plan politique , économique ou culturel. Cet attachement à la formation du peuple entraîne un renouveau culturel que les historiens contemporains n'hésitent pas à qualifier de Renaissance Carolingienne
. Cette renaissance commence avec Charlemagne et atteint son apogée avec Louis le Pieux et Charles le Chauve, et se caractérise principalement par trois éléments.
Le premier élément est le développement d'une élite savante. Le phénomène, en réalité double, est dû au développement de nombreuses écoles et le fait que Charlemagne ait attiré à sa cour de nombreux savants de l'époque. Parmi eux se trouvaient Alcuin d'York, Paul Diacre d'Italie, Théodulphe d'Espagne.
Sous leur influence, le latin reprend sa forme classique, très différente de la langue parlée, et devient dès lors une langue de culture réservée aux seuls clercs ou lettrés. Les premiers d'entre-eux étaient des pédagogues mais, progressivement, des penseurs originaux apparaissent sous le règne de Louis le Pieux tel que Raban Maur.
Ce théologien et poète avait, entre autre, mis au point un système permettant de compter avec les doigts de un à vingt mille.
Le second élément est le développement de l'enluminure et l'invention d'une nouvelle écriture, la minuscule carolingienne ou capitale caroline, qui rend dès lors la copie et la diffusion des manuscrits plus facile du fait d'un temps de réécriture moins long. Elle apparaît dans un premier temps dans l'école palatine tenue par Alcuin sous l'impulsion de Charlemagne puis se diffuse dans tout l'empire. Cette nouvelle écriture se caractérisait surtout par le fait d'être homogène et régulière, avec des formes arrondies, claires et par dessus tout plus lisibles. En outre, elle établissait des règles d'écriture qui jusque là n'étaient pas systématiques telle que la séparation des mots par un espace.
La multiplication des livres entraîne l'essor des enluminures et la mise au point de nouvelles techniques rendant par exemple plus expressive certaines représentations telle que celle de Saint Jean, intitulé Saint Jean ou l'Inspiration, conservé à la bibliothèque municipale d'Epernay, où l'on peut voir un Saint Jean regardant le ciel et recevant ses visions de l'Éternel symbolisé par une colombe.
Le troisième élément constitutif de cette Renaissance Carolingienne est un renouvellement de l'architecture. Cet art connaît en effet un développement intense. Les architectes tentent à cette époque de nouvelles synthèses, plus complexes. Ces nouvelles constructions restent toutefois très influencées par l'Empire romain, notamment pour les plans en forme de basilique avec un long axe Ouest-Est. Parmi ces héritages romains dans l'architecture religieuse se trouvaient aussi le paradis ou petite avant-cour dotée d'une fontaine, le narthex soit une entrée située à l'extrémité Ouest des édifices religieux, la nef située au centre des mêmes bâtiments, le transept qui croise l'axe perpendiculaire, l'abside où se trouvaient le chœur et l'autel à l'extrémité Est. À cela s'ajoute une influence byzantine à travers l'emploi de la coupole et du plan centré comme à Aix et Ottmarsheim et des éléments typiquement franques comme le plan à deux absides, ou extrémité d'une église formée par un demi-cercle et située derrière le chœur, à l'instar de Reichenau et Hildersheim.
Ainsi, l'Empire Carolingien connaît son apogée sous Charlemagne et les débuts d'une renaissance culturelle. Néanmoins, l'Empire se disloque petit à petit à la mort de l'empereur le 28 janvier 814 à Aix la Chapelle, jusqu'à disparaître définitivement.