Su construcción es de piedra, y se usó el sistema de minga para el acarreo, labrado y albañilería. Su emplazamiento lateral contribuyó a jerarquizar la Plaza Mayor, pese a que su entrada principal no se encuentra frente a ella ya que en el momento de la construcción existía la profunda quebrada de Sanguña, que no permitía que el templo se extendiera hacia atrás. El arquitecto encargado de las dos primeras etapas constructivas fue el español Antonio García..

La Catedral es de planta longitudinal y consta de tres naves, cuyas cubiertas se sostienen a través de arcos apuntados semiojivales sobre pilares de sección cuadrada, una estructura espacial básica del siglo XVI.