Robert Langdon, het hoofdpersonage van deze thriller, is een professor in religieuze symboliek en wordt opgeroepen om een moord in het CERN (Centre Européen pour la Recherche Nucléaire) te verklaren en op te lossen. Deeltjesfysicus Leonardo Vetra wordt gruwelijk gebrandmerkt gevonden in de gebouwen van het onderzoekscentrum, het brandmerk verwijst naar een eeuwenoude broederschap, de illuminati. Professor Langdon wordt opgeroepen omdat hij jarenlang onderzoek heeft verricht naar de Illuminati. Maar de grootste bedreiging van deze antichristelijke beweging is dat ze antimaterie hebben gestolen uit het laboratorium van Leonardo Vetra. Antimaterie bezit een gigantische hoeveelheid energie en kan in handen van de verkeerde persoon, een allesverwoestende bom worden. Samen met de Vittoria Vetra, de dochter van Leonardo die samen het haar vader de antimaterie bestudeerde, gaat Robert Langdon opzoek naar de Illuminati. De tijd dringt want de broederschap is van plan om een aanslag op het Vaticaan te plagen met behulp van de antimateriebom. Bovendien hebben ze vier kardinalen gegijzeld op het ogenblik dat heel de top van het Christendom aanwezig is in Vaticaanstad voor het conclaaf. De rode draad in de zoektocht naar de bom en de kardinalen, zijn de kunstwerken van kunstenaar Bernini. Deze bevinden zich allemaal in Rome en in het Vaticaan.
Dan Brown weet erg veel van de thematiek van het verhaal, over de heiligdommen van het Vaticaan en over de geschiedenis van het christendom. Het boek is dan ook over het algemeen genomen historisch onderbouwd maar het is en blijft nog steeds een fictief verhaal met verzonnen elementen van de auteur. Het hoofdthema van het verhaal is de strijd tussen de wetenschap en de geestelijkheid, een strijd die al ontstond tijdens de opkomst van de verlichting. Op bepaalde vlakken staat de wetenschap haaks op de katholieke leer en daardoor was het in het verleden en nu nog steeds moeilijk om deze twee visies te combineren. Brown weet deze oude vete objectief weer te geven zonder zijn eigen mening over het onderwerp te geven. Zowel de fouten en tekortkomingen van het Vaticaan als de misdaden van de Illuminati komen aan bod. Vroeger was de Illuminatie de grootste vijand van de kerk en daarom werden er leden van deze broederschap vermoord. In zijn boek brengt Brown een hedendaagse vergeldingsactie van de Illuministen tegen de kerk.
Het Bernini mysterie laat zich samenvatten als een thriller van de bovenste plank die voor iedere liefhebber van het genre meer dan iets te bieden heeft, een verhaal dat zich in de gedachten van de lezers nestelt en deze niet meer loslaat vooraleer de onverwachte plot zich voordoet en de lezers met een voldaan gevoel achterlaat.