La fachada es de estilo barroco del siglo XVII, comprende tres cuerpos y cinco calles que, a través de cornisas y columnas corintias de fuste tritóstilo conforman una retícula de quince cuadrantes, donde se disponen vanos de acceso, nichos con esculturas y marcos acodados con excelentes relieves. El hastial principal de la catedral está integrado por la portada y dos torres con campanario. En el primer cuerpo están ubicados tres vanos de acceso profusamente decorados con relieves florales; a la izquierda del acceso central se encuentra la imagen de San Pedro y a la derecha San Pablo. En el segundo cuerpo, al centro, sobresale un relieve que representa la Asunción de María, flanqueado a la izquierda por San José y San Pedro de Arbués. A la derecha por Santiago el mayor y San Juan Nepomuceno. En la calle central del tercer cuerpo, aparece otro marco de igual calidad; representa la adoración del Santísimo; está flanqueado por San Marcial, patrón de Oaxaca, y el arcángel San Miguel a la izquierda, y por San Jerónimo y San Gabriel Arcángel a la derecha. El remate es un frontón curvo, con la representación del Espíritu Santo. Las portadas laterales Las fachadas laterales al norte y sur, son también de estilo barroco. Ambas son semejantes en su composición; comprenden tres cuerpos definidos por columnas jónicas y corintias, cuyos fustes tritóstilos se decoran con entrelazos florales, rombos y estrías. El vano de acceso, con arco de medio punto y pilastras estriadas, ocupa el primer cuerpo. En el segundo hay un nicho con escultura y en el tercero una ventana octagonal. La portada norte tiene la imagen de Moisés y la sur la imagen de Santa Rosa de Lima. El interior: El interior del templo se organiza a partir de una planta basilical de tres naves y capillas laterales; además contiene las capillas del Sagrario y la de la Virgen de Guadalupe; también la sacristía y sala capitular entre otros anexos. Destacan como peculiaridades la ubicación de la cúpula, de planta octagonal, las bóvedas de la nave central; así como la bóveda de medio cañón de las naves laterales o procesionales. Además, es interesante la comunicación entre el coro y el presbiterio, la posición y el espesor de los pilares, de muros y contrafuertes, cercano a los dos metros de grosor. En el aspecto artístico se distingue el cancel de madera tallada con grabados en vidrio y el altar del perdón ubicados en la entrada principal. La vista va a el coro con su sillería, barandales y órganos de tubos, así como al altar mayor en el presbiterio con el ciprés y a la escultura de la Virgen de la Asunción. Existe una importante colección de pinturas que se han incorporado al tesoro de la Catedral desde principios del siglo XVIII. Destaca el Lienzo que representa a San Cristóbal, fechado por un autor anónimo en 1720, y los cuadros al óleo de la sacristía, especialmente: El Triunfo de la Iglesia. El mayor número de piezas de arte, en especial de las capillas, proceden del siglo XIX. En las capillas laterales y en otras zonas del interior hay imágenes y reliquias, entre éstas, los restos de la Cruz de Huatulco.