Es importante destacar la figura de Francisco de los Cobos, secretario del emperador Carlos V y gran mecenas del renacimiento en Úbeda y su comarca. En 1538 compra la villa de Canena para añadirla a su extenso Señorío. Tras su muerte, lo regentó su esposa y sus descendientes, los marqueses de Camarasa, y legó al municipio la transformación del castillo en un suntuoso palacio, cuya traza y dirección de obras recayeron en Andrés de Vandelvira.
De planta cuadrangular, destacan dos grandes torres circulares que protegen los ángulos de la fachada principal, otras dos más pequeñas en la parte opuesta y la torre del homenaje, en el interior. En otro tiempo se encontraba rodeado por un foso, hoy cegado, provisto de un puente levadizo.
En el tímpano hay escudos de los fundadores y, a sus lados, fantásticas figuras de tenantes. Se remata con tres flameros y se conservan las ranuras para levantar el antiguo puente levadizo.
El patio interior, de gusto renacentista, cuenta con doble galería y escalera claustral.
