พระตำหนักชาลีมงคลอาสน์ เป็นพระตำหนักที่โดดเด่นที่สุดในหมู่พระตำหนักและพระที่นั่งในพระราชวังสนามจันทร์ ตั้งอยู่ทางทิศใต้ของสนามใหญ่ สร้างขึ้นราวปี พ.ศ. 2451 โดยมีหม่อมเจ้าอิทธิเทพสรร กฤดากร เป็นสถาปนิกผู้ออกแบบ จุดเด่นของพระตำหนักองค์นี้คือสถาปัตยกรรมที่มีลักษณะคล้ายกับปราสาท ซึ่งเป็นการผสมระหว่างศิลปะเรอเนซองส์ของฝรั่งเศส กับอาคารแบบฮาล์ฟ ทิมเบอร์ของอังกฤษ แต่ดัดแปลงให้เหมาะสมกับสภาพอากาศในประเทศไทย
ในปี พ.ศ. 2458 พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ พระราชทานนามพระตำหนักว่า พระตำหนักชาลีมงคลอาสน์ และโปรดเกล้าฯ ให้จัดการพระราชพิธีขึ้นพระตำหนัก เมื่อวันที่ 3 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2460