De la Catedral románica quedan restos junto al muro Sur del claustro, especialmente junto a la antigua Sala Capitular, en la que reposa protegido por dragones el sepulcro gótico y polícromo de San Pedro de Osma. La planta y el levantamiento de la Catedral Gótica es típica del arte abacial cisterciense. El claustro es del gótico tardío y en torno a el se encuentran las diferentes salas del Museo Catedralicio. Hay que fijarse especialmente en la románico-gótica talla de la Virgen del Espino, patrona del lugar, la talla románica del Sto. Cristo de los Milagros; el impresionante retablo mayor de Juan de Juni y Picardo, la escalinata renacentista de la Capilla de San Pedro de Osma y en las neoclásicas Capilla Mayor y Capilla de Palafox o de la Inmaculada, con posibles connotaciones francmasónicas en su composición y decoración, como igualmente parece haber un simbolismo alquimista en la estatuaria exterior e interior de la catedral gótica, según los expertos.