Es uno de los sitios turísticos imperdibles en tu visita a Tlaxcala de Xicohténcatl, esta catedral, es parte del Conjunto Conventual Franciscano y Catedralicio de Nuestra Señora de la Asunción que remonta su construcción a el siglo XVI, forma parte de la categoría "Primeros Monasterios del Siglo XVI en las laderas de Popocatépetl" y fue declarado Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO.

Se puede llegar aquí por dos accesos, el primero es llegando por la calle Vicente Guerrero, que se convierte en la calle de la Capilla Abierta, pues por este acceso, encontrarás directamente lo que fue la capilla abierta o de naturales, conocida como la Capilla del Rosario, estas edificaciones eran características de estos primeros conventos, cumpliendo un elemento más en la evangelización y que seguían el modo de llevar a cabo las celebraciones religiosas en la época prehispánica que eran a cielo abierto, la capilla destaca por sus arcos conopiales.

El segundo acceso, es subiendo desde la Plaza Xicohténcatl, llegando por este lado, nos recibe una arcada compuesta de 3 arcos de medio punto sostenidos por robustos pilares de base rectangular que delimita el espacio donde comienza el atrio, además por estos arcos cruza un pasaje que comunica al convento con la torre campanario, que en este caso no está adosada a la iglesia, ni presenta elementos decorativos destacables, la torre exenta fue inicialmente para vigilar y cuidar la integridad de los frailes, lo atractivo es que estás torres exentas no son muy comunes en México.

La fachada de la catedral, que fue construida entre 1530 y 1536 por manos indígenas, es de una sola nave con techado de madera de cedro, adornado con un artesonado estilo mudéjar, estilo de influencia árabe, uno de los más majestuosos en el país.

La talla se atribuye al carpintero sevillano López de Arana, quien la ejecutó en el siglo XVIII, bajo el mecenazgo de don Diego de Tapia.

Su fachada es de arquitectura sencilla de estilo renacentista, propia de los primeros conventos franciscanos, con un arco de medio punto para su ingreso. En su interior, destaca su bello retablo central de estilo barroco del siglo XVII dedicado a la Virgen de la Asunción con elaboradas columnas salomónicas.

Posee a sus costados bellas capillas con impresionantes retablos barrocos, dónde destacan los de la capilla de la tercera orden, el de la Virgen de Guadalupe y el de San Antonio de Padua. Durante las misas, no se permiten las visitas turísticas. Los domingos, una de las misas es dada por el obispo de Tlaxcala.

En lo que fuera el convento, encontramos el Museo Regional de Tlaxcala, con acceso desde lo que alguna vez fue el portal de peregrinos, este museo está a cargo del INAH, y tiene un costo de $65 MXN (septiembre 2022). Cabe destacar la amabilidad del personal que ahí labora.

El museo cuenta con una interesante colección de piezas y está dividido en las siguientes salas y temáticas:

1.- Poblamiento de los primeros tlaxcaltecas 2.- Corredor teotihuacano 3.- Ruta de Cortés 4.- Las 400 familias 5.- Ruta del primer ferrocarril

También se hacen exposiciones temporales, además de la fija, mencionada anteriormente.En lo que fue uno de los claustros, hay bellos espacios verdes.

En el atrio, también se aprecia la capilla posa, que en su parte media superior, tiene labrados a San Francisco de Asís y a Santo Domingo de Guzmán.

En lo que fuera el atrio bajo del convento, se ubicó el hospital de la Encarnación, que databa de 1537 y se considera fue el primer centro de atención médica en la Nueva España tratando las primeras epidemias, con las leyes de desamortización de bienes eclesiásticos en la década de 1870 se vendió esta parte del atrio y las huertas del convento, hoy en día en esta área hay construcciones particulares y también se ubica la plaza de toros de la ciudad Jorge "el ranchero" Aguilar, data del siglo XIX.