ตั้งอยู่ถนนเรืองสวัสดิ์ ตำบลธาตุเชิงชุม เป็นพระอารามหลวงชั้นโท ชนิดวรวิหาร ภายในวัดมีองค์พระธาตุเชิงชุมตั้งหันหน้าไปทางหนองหารซึ่งอยู่ทิศตะวันออก สร้างขึ้นเมื่อใดไม่ปรากฏหลักฐานชัด แต่นับเป็นปูชนียสถานสำคัญคู่บ้านคู่เมืองสกลนครมาแต่โบราณ

ลักษณะองค์พระธาตุเป็นเจดีย์ก่ออิฐถือปูน ฐานรูปสี่เหลี่ยมสูง 24 เมตร ส่วนบนเป็นทรงบัวเหลี่ยมไม่มีลวดลายประดับ ยอดฉัตรทองคำเหนือองค์พระธาตุทำด้วยทองคำบริสุทธิ์มีน้ำหนัก 247 บาท มีซุ้มประตู 4 ด้าน ซุ้มยอดประตูมีลักษณะเป็นยอดปราสาทข้างในทึบสร้างด้วยศิลาแลงและหินทรายแดง มีซุ้มประตูหลอกแบบขอมด้านทิศเหนือ ทิศใต้ และทิศตะวันตก ส่วนซุ้มประตูทางเข้าจริงอยู่ด้านทิศตะวันออก องค์พระธาตุสร้างครอบรอยพระพุทธบาทของพระพุทธเจ้าสี่พระองค์ ได้แก่ พระกกุสันทะ พระโกนาคม พระกัสสะปะ และพระโคดมหรือพระศรีอริยเมตไตรย มีข้อสันนิษฐานว่าแต่เดิมพระธาตุเชิงชุมอาจเป็นปราสาทหินทรายศิลปะสมัยขอม เนื่องจากภายในกรอบประตูทางเข้าอุโมงค์ด้านขวามือ พบจารึกพระธาตุเชิงชุมอักษรขอมโบราณราวพุทธศตวรรษที่ 16 แต่องค์พระธาตุในปัจจุบันเป็นศิลปะล้านช้าง เนื่องด้วยอิทธิพลของอาณาจักรล้านช้างแผ่เข้ามาบริเวณภาคตะวันออกเฉียงเหนือของไทยราวพุทธศตวรรษที่ 19 และได้มีการบูรณะองค์พระธาตุขึ้นมาใหม่ ภายในวิหารใกล้พระธาตุเชิงชุมเป็นที่ประดิษฐาน หลวงพ่อพระองค์แสน พระพุทธรูปปูนปั้นลงรักปิดทอง ปางมารวิชัยศิลปะเชียงแสน ประดิษฐานอยู่บนฐานชุกชี ฐานมีความสูง 1.35 เมตร หน้าตักองค์พระกว้าง 2 เมตร วัดจากหน้าตักถึงยอดพระเกศสูง 3.2 เมตร เป็นที่เคารพนับถือและเป็นศูนย์รวมจิตใจของพุทธศาสนิกชนในจังหวัดสกลนคร ทุกวันพระในเวลาค่ำ มักมีประชาชนไปกราบไหว้องค์พระธาตุเชิงชุมและหลวงพ่อพระองค์แสนเป็นจำนวนมาก และในวันขึ้น 9-15 ค่ำ เดือน 2 (กำหนดตามจันทรคติ) จะมีการจัดงานนมัสการพระธาตุเชิงชุมและหลวงพ่อพระองค์แสน เป็นประจำทุกปี สิ่งที่น่าสนใจภายในวัด ได้แก่ - พระอุโบสถหลังเดิม (สิมเก่า) สร้างขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2370 ลักษณะเป็นสิมแบบโถง (สิม เป็นภาษาอีสาน แปลว่า อุโบสถ) โครงสร้างเป็นไม้ก่ออิฐถือปูน หลังคาเป็นกระเบื้องไม้แบบเดิม ภายในมีจิตรกรรมภาพเถาไม้เลื้อยเป็นแนวรอบอาคาร หน้าบันมีจิตรกรรมเป็นรูปเทพบุตร เทพธิดา ดาวประจำยาม มังกร และเถาไม้เลื้อย ภายในประดิษฐานพระพุทธรูปหลายองค์ ทั้งที่สร้างด้วยไม้และปูนปั้น - บ่อน้ำศักดิ์สิทธิ์ เป็นบ่อน้ำที่มีมาพร้อมองค์พระธาตุเชิงชุม เดิมมีน้ำพุผุดขึ้นมาเนื่องจากเป็นปลายทางของลำน้ำใต้ดินซึ่งไหลมาจากเทือกเขาภูพาน ผ่านศูนย์ราชการด้านทิศเหนือ ผ่านใจกลางเมืองข้างวัดเหนือ แล้วไหลมาผุดที่นี่ เรียกว่า "ภูน้ำซอด" หรือ "ภูน้ำลอด" แล้วไหลผ่านไปที่สระพังทอง ในสวนสมเด็จพระศรีนครินทร์ซึ่งอยู่ติดกับวัด เมื่อน้ำน้อยลงเรื่อย ๆ จึงได้มีการทำผนังกั้นไม่ให้ดินพังลงไป ในอดีตจะมีการนำน้ำจากบ่อน้ำนี้ไปประกอบพิธีกรรมสำคัญต่าง ๆ ปัจจุบันมีการสร้างประติมากรรมรูปพญานาคล้อมบ่อน้ำนี้ไว้ - หอกลอง หรือหอระฆัง เป็นหอสูง 3 ชั้น สร้างขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2503 โดยชาวเวียดนามที่ได้มาพำนักอาศัย ณ จังหวัดสกลนคร ร่วมใจกันสร้างขึ้นถวายองค์พระธาตุเชิงชุมเพื่อเป็นพุทธบูชาและใช้บอกเวลายาม