Caratteristica prominente dell'edificio è il teatro anatomico ("Theatrum anatomicum"), progettato da Olaus Rudbeck e costruito tra il 1662 e il 1663. Si trova all'interno della particolare cupola al centro dell'edificio, sormontata da una meridiana e può ospitare fino a 200 persone. La cupola ha molte finestre, per fornire buona illuminazione all'interno, data la scarsa efficacia delle candele usate all'epoca. La struttura si ispira ai teatri classici di epoca greca, ma è elongata in altezza e non ha posti a sedere, per cui il pubblico assisteva stando in piedi sui palchi.