La principal construcción de Jaca es la Catedral. Las fechas de construcción de este enorme edificio no están claras, algunos fechan su inicio en 1077, otros creen que se inició en 1063 y hasta hay quien piensa que esta fecha se podría adelantar quizá una década. En todo caso, en aquella época, su construcción tuvo un importantísimo efecto en la población, tanto por su envergadura como por la duración de la misma, que contando sus varias etapas llevó más un siglo.

Considerada una de las primeras catedrales, sino la primera, del estilo románico nuevo.  La Catedral de Jaca albergó el denominado Concilio de Jaca, con un marcado carácter carolingio y pirenaico, al que asistieron el rey Ramiro I, el arzobispo de Auch y ocho obispos de las dos vertientes del Pirineo: los de Urgel, Oloron, Bigorra, Calahorra, Leyre, Zaragoza y Roda. Además del obispo Sancho de Jaca, los abades de San Juan de la Peña, Fanlo y San Victorián, y los dos hijos del rey.

El sínodo determinó las fronteras de la diócesis, presentes y futuras. En el sínodo, el rey de Aragón prometió la iglesia de Jaca una trigésima parte de todos ingresos reales recibidos de los tributarios cristianos y musulmanes. Poco después del sínodo, Ramiro I  partió en campaña y resultó muerto en la batalla de Graus (3 de mayo de 1063). Esto demuestra la importancia de Jaca y su catedral en el incipiente reino de Aragón.

La maestría con que edificaron este templo de tres naves con tres ábsides y una esbelta cúpula ante el central y el refinamiento con que tallaron los capiteles de las columnas de las dos portadas, la ventana exterior del único ábside original conservado y las del interior de las naves, y el gran crismón de la puerta principal, sobre todo, demuestran que fueron obras de auténticos maestros, todos ellos anónimos, del arte románico. Ellos crearon estilos como el famoso ajedrezado jaqués que se extendieron a todas las construcciones de la época y posteriores.

La Catedral tiene dos fachadas. La occidental que es la principal, da a la plaza de San Pedro, que albergó un monasterio y la sur, que es la más fotografiada y da a la plaza del mercado. La primera presenta el crismón trinitario formado por ocho brazos y tallado hacia el año 1115, es tal vez el más bello del mundo románico. La segunda está cubierta por una lonja construida en 1600 con materiales reutilizados de la misma Catedral, y las seis columnas que soportan la lonja originalmente formaban parte del claustro.

Dos de los capiteles están ornamentados con una decoración vegetal, otros dos con figuras de sirenas y hombres pájaros y los otros dos con decoración historiada. Entre los hombres pájaro destaca uno con una pata de palo. En cuanto a los ábsides, solo se conserva del románico el que da al sur, ya que el central y el norte, fueron modificados en el siglo XVIII. En este ábside se puede apreciar la organización tripartita del muro tanto horizontalmente como en vertical, característica propia del románico jaqués extendida por otras construcciones del Camino de Santiago. En la parte superior del edificio se halla una espadaña donde está el cuerpo de campanas de la Catedral, pieza que fue añadida en el siglo XVI. Como nota curiosa, una bandera blanca anuncia que la villa está libre de plagas, información importante para los peregrinos del camino de Santiago para quienes Jaca era una escala obligada en su viaje.

En el interior de la catedral destaca su enorme altura. La catedral está distribuida en 3 naves, aunque no en planta sí en altura. En ella podemos observar todos los estilos que han surgido durante su construcción. La separación de las naves se realiza mediante arcos formeros de medio punto que se apoyan en tres pilares cruciformes con semicolumnas adosadas y en columnas entre ellos en alternancia. Los capiteles se decoran con elementos geométricos, vegetales y figuras de distintas características. Este juego de capiteles es uno de los más importantes del románico y recoge una amplia gama de elementos decorativos. Así aparecen los capiteles de ramajes entretejido con cabezas humanas y fauna de influencia bizantina.

En el siglo XV se construyen capillas de estilo gótico como la de Santa Cruz, Santa Orosia, San Agustín y Santo Cristo, todas ellas en la nave septentrional. El siglo XVI y parte del XVII siguen siendo momentos de gran actividad constructiva, es cuando se construyeron las bóvedas de las naves laterales; la fundación de nuevas capillas tardo góticas como la de San Sebastián, la de la Anunciación y la de Santa Ana; la aparición de las primeras capillas de estilo renacentista, entre las que destacan la espléndida de San Miguel con embocadura monumental en arco de triunfo, la de la Trinidad, la del obispo Baguer, con sepulcro en arcosolio, y la de San Jerónimo, en el ábside septentrional.

A finales del siglo XVI se emprende la construcción de la bóveda de la nave central, sustituyendo la anterior cubierta de madera, permitiendo de este modo la apertura de ventanales de iluminación. En este mismo año se encarga un retablo en piedra para el altar mayor. A finales del siglo XVII se reconstruye el claustro, sustituyendo el románico, que por entonces presentaba un aspecto ruinoso por el actual de factura barroca, y se erige una nueva y hermosísima capilla dedicada a Santa Orosia, patrona de Jaca.

En el siglo XVIII aparecen o se reforman algunos altares, como el de San Agustín o el Santo Cristo y en sus últimos años se emprende la reforma de la cabecera, lo que supone la destrucción del correspondiente ábside románico y el desmontaje del retablo mayor en piedra (cuyos fragmentos fueron repartidos por la catedral). En el siglo XX se traslada el coro a su ubicación actual. Alberga también un órgano restaurado, construido a mediados del siglo XIX, cuyo valor radica en el hecho de ser uno de los pocos existentes en Aragón dentro de la tradición romántica, al ser la mayoría de los conservados de la época barroca.

En 1931  la Catedral de jaca fue declarada Monumento Nacional y sin duda es visita obligada en nuestra ciudad y reclamo para los historiadores y especialistas en el arte románico, que siguen haciendo estudios sobre su construcción y la influencia que tuvo en multitud de iglesias y monasterios de su época.

En su interior está instalado el Museo Diocesano. Un museo que además del incalculable valor histórico de las piezas que lo componen, ha tenido una gran influencia en el público y la población local gracias a sus guías, sus exposiciones y los audiovisuales  con los que  consigue transportar al visitante a las obras más importantes de la Jacetania de un modo ameno y didáctico.