E' adiacente all'incrocio tra
via delle quattro fontane ,
via del quirinale e via XX Settembre detto "incrocio delle Quattro Fontane" perchè ai quattro angoli dell'incrocio vi sono state collocate da papa
Sisto V quattro fontane.
La chiesa, il chiostro e l'annesso convento vennero realizzati tra il 1634 e il 1644 da Francesco
Borromini. Fu la sua ultima creazione. Alla sua morte nel 1667, la facciata rimasta incompiuta, venne completata dal nipote Bernardo, che nel 1670 innalzò anche il campanile sempre sulla scorta dei disegni del maestro.
Dedicata a Carlo Borromeo, arcivescovo di Milano, è soprannominata dai romani San Carlino per le sue ridotte dimensioni che equivalgono pressappoco a quelle di uno dei quattro piloni che sorreggono la cupola di San Pietro.
E’ una delle opere più originali del
Borromini, ingegnosamente realizzata con le stesse dimensioni di uno dei quattro pilastri della cupola di San Pietro.
La facciata, alta e ristretta dall'andamento curvilineo, convesso al centro, è divisa in sei scomparti e presenta un portale sormontato da una nicchia con la statua di San Carlo.
L'interno, a pianta ovale coperto da una cupola ellittica, ha uno sviluppo fortemente verticale ed è elegantemente decorato da esagoni, ottagoni che vanno riducendosi verso il lanternino, dando l'idea di uno spazio maggiore rispetto alla realtà.
Da ammirare la pala dell'altare maggiore con i SS. Carlo Borromeo, Felice di Valois e Giovanni de Matha in adorazione della Trinità, opera del 1646 del francese
Pierre Mignard e, nella sagrestia S. Carlo Borromeo in adorazione della Trinità, realizzata da
Orazio Borgianni nel 1612.