但是查理為什麼不願意稱帝，是不是心中有所顧忌呢？學者們經過研究，普遍認為查理不願稱帝的最大可能是忌諱教皇利奧三世。利奧三世在公元795年當選為教皇。教廷內一些貴族反對新教皇，肆意誹謗和攻擊他，說他對法蘭克人軟弱無能。公元799年4月25日，反對派貴族竟然將新教皇逮捕，在監禁中對他進行折磨和虐待，揚言要刺傷其眼睛，割掉其舌頭。於是利奧急忙邀請查理來羅馬，查理立即派使臣去羅馬把他救了出來。公元800年12月，查理親自帶兵護送利奧複位。剛複位的利奧自然對查理感激涕零，視同再生父母，不惜抓住一切機會報效查理。於是在聖誕節那天，當查理及全體騎士來到聖彼得教堂作彌撒，彌撒完畢，尚未站起來，利奧就急忙把事先準備好的一頂金冠戴在了查理頭上，並高聲祝賀說：“上帝為查理皇帝加冕，這位偉大的帶來和平的羅馬人皇帝萬壽無疆，永遠勝利！”查理卻有些無動於衷，因為他知道利奧在報答他的同時，肯定還要攫取更多的權力。但是對查理來說，雖然他是個純粹的基督教徒，但是他並不希望教會對政權的幹預，因此他始終保留著“法蘭克及倫巴德國家”的稱號，並親自主持自己的兒子的即位儀式。
誠然，無論查理是否願意加冕稱帝，他在實際上已經成為古羅馬帝國的合法繼承人和基督教世界的保護者，並奠定了教廷和王廷對西歐進行教俗雙重統治的體製。查理也確實沒有辜負他的稱號。他采取了很多措施，促進了當時封建領地製的發展，鞏固了天主教會在西歐政治、經濟和文化中的統治地位。他還重視文化教育，設立學校，羅致歐洲知名學者前往講學，派人搜集和抄寫大量古典文獻，督促貴族和教會人士致力於學習，這些成就被西方史家稱為“加洛林王朝文藝複興”。遺憾的是，由於境內各地區和各部族之間缺乏經濟和文化上的聯係，帝國在查理死後不久就告分裂。