La Catedral Basílica de Segorbe, construida sobre la antigua mezquita tras la conquista de estas tierras por la Corona de Aragón, fue concebida en estilo gótico, allá por el siglo XII, adosada a la muralla sur de la ciudad, se fue ampliando, siempre hacia el norte, en los siglos sucesivos. La última gran renovación se realizó en el siglo XVIII para adaptarla a los gustos ilustrados de la época.
La Catedral es un conjunto artístico formado por el Templo, la Torre Campanario, el Claustro y el Museo Catedralicio.
El Templo, en sucesivas ampliaciones, ha ido transformando su fisonomía, incorporando nuevos estilos dependiendo del siglo en el que se realizaron. Destaca por su relevancia la reforma realizada entre 1791 y 1795 en la que el arquitecto Vicente Gascó, teniendo Segorbe como obispo a Lorenzo Gómez de Haedo, reutilizó los materiales extraídos del total derribo del Castillo de Sopeña para la reedificación de ésta, convirtiéndola en el único ejemplar puramente academicista de la arquitectura religiosa en España, en cuya nave podremos admirar las pinturas de José Vergara y, sobre todo, los frescos de la bóveda, obra de Manuel Camarón y Luis Planes.
El apacible Claustro gótico invita a la meditación, construido entre los siglos XIII y XIV, destaca su planta trapezoidal forzada por su proximidad a la muralla. A su alrededor aún conserva 7 de las capillas originales, entre las que destaca la Capilla del Salvador (s.XVI), la descubrimos tras la dorada puerta barroca procedente de la Cartuja de Valldecrist, enmarcada en una bella portada gótica. En su interior podemos contemplar el sobrecogedor sepulcro de los Vallterra y el gran Retablo Mayor de la Catedral (s.XVI), del insigne pintor valenciano Vicente Macip y de su hijo Juan de Juanes, obra clave de la pintura renacentista española.
El Museo Catedralicio está considerado como uno de los más importantes en arte sacro de la Comunidad Valenciana.