L'edifici consta del temple i del claustre perfectament units. La catedral està formada per tres naus de la mateixa altura amb una sola absis i mesura 90 metres de longitud per 40 metres d'ample.
✔ L'impressionant cor de la catedral, que destaca per el cadirat de segles XIV-XV, que té pintats en els respatllers l'escut del Toisó d'Or.
✔ La cripta, situada sota el presbiteri, presidida pel sepulcre de la Santa Eulàlia llaurat al segle XIV.
✔ La façana principal neogòtica, la part més recent de l'edifici, construïda a la fi del segle XIX i principis del XX per l'arquitecte Josep Oriol Mestres. Amb un ample de 40 metres, la façana presenta una porta central amb un gran arc gòtic amb arquivoltes presidida pel gran cimbori de 70 metres d'altura i flanquejada per dues torres amb alts pinacles. Està ornamentada amb elements d'estil gòtic i amb una multitud d'àngels i sants.
✔ El claustre, construït durant els segles XIV i XV. Té 25 metres de longitud per costat i l'amplada de cadascuna de les quatre galeries que l'envolten és de 6 metres. Enmig trobem un excels jardí.
✔ Les vidrieres, realitzades en els segles XIV, XV i XX.
✔ L'Altar Major, consagrat l'any 1337.
✔ Les capelles interiors de la catedral, en nombre de 27, amb retaules d'estils gòtics, barrocs i modernistes.
✔ Les tombes reials que guarden les restes d'alguns sobirans del Comtat de Barcelona i del Regne d'Aragó, com les de Ramon Berenguer i d'Alfons III.
✔ L'Antiga Sala Capitular, de planta rectangular, construïda l'any 1407, que serveix també de mausoleu del Sant Oleguer, antic obisbo de Barcelona.
✔ El Portal de Sant Iu, la porta més antiga, que fins al final del segle XIX ha funcionat com accés principal a la catedral.
✔ Les dues torres campanar, de finals del segle XIII.
✔ La Nova Sala Capitular, del segle XVII, que alberga el Museu Catedralici.
✔ L'òrgan, situat sota el campanar de la Porta de Sant Iu, de l'any 1538.