La cathédrale forme le côté nord de la place d'Armes, dont le palais forme l'est, la Députation le sud, et le Portal de las Damas l'ouest. Commencée sous le règne de Philippe II, en 1573, elle ne fut véritablement terminée qu'en 1791, au prix de 2,446,000 piastres, soit 12,330,000 fr.
Vu de la place, l'édifice se présente sous l'aspect majestueux des églises de la seconde moitié du seizième siècle. La façade est remarquable par le contraste frappant de la simplicité qui la distingue des autres édifices religieux de la ville. Elle a trois portes placées entre des colonnes doriques; ces portes communiquent avec la grande nef et les deux nefs latérales.
Au-dessus de la porte principale, deux étages superposés et ornés de colonnes doriques et corinthiennes supportent un petit clocher de forme élégante, couronné de trois statues, représentant les vertus théologales. De chaque côté s'élèvent les tours, d'un style sévère, terminées en coupole, et dont la hauteur est de 78 mètres.
L'intérieur est tout or. Un chœur immense remplit toute la grande nef et se relie, par une galerie de composition précieuse, au maître-autel, imité, m'a-t-on dit, de celui de Saint-Pierre de Rome.
Les deux nefs latérales sont destinées aux fidèles, et l'on n'y voit ni chaises ni bancs d'aucune sorte. Les Mexicaines, qui s'empressent à l'office divin, s'agenouillent ou s'asseyent sur les dalles humides, la ferveur leur défendant probablement une position moins humiliée qu'exigerait pourtant leur santé délicate. Les hommes ont le loisir de se tenir debout; ils sont rares, du reste, à l'intérieur de l'église; ils s'arrêtent plutôt à la porte, où ils attendent en causant l'arrivée des dames et la fin du service, se trouvant récompensés au delà de leur patience par une œillade discrète ou par un gracieux salut.
Parmi les objets d'art que renferme la cathédrale, il faut rappeler une petite toile de Murillo, connue sous le nom de Vierge de Belen, et qui n'est pas une des meilleures du grand peintre. L'église la considère comme son joyau le plus précieux. La toile est en assez mauvais état et le tableau demanderait un rentoilement immédiat.
Il faut citer encore une Assomption de la Vierge en or massif, du poids de 1,116 onces.
La lampe en argent massif suspendue devant le sanctuaire a coûté 350,000 francs.
Le tabernacle, également en argent massif, est estimé 800,000 francs.
Citons encore des monceaux de diamants, d'émeraudes, de rubis, d'améthystes, de perles et de saphirs, une quantité prodigieuse de vases sacrés en or et en argent, pour une somme inimaginable.