Es el edificio de mayor empaque arquitectónico de Guadix. Su construcción se realizó, con diversas detenciones, entre los siglos XVI al XVIII, aflorando en ella los principales estilos de la Edad Moderna: Gótico, Renacimiento, Barroco y Neoclásico. Su fundación se hizo sobre la que fuera mezquita mayor de la ciudad a la cual se le adosó, entre 1510 y 1521, un primer cuerpo gótico, poco más tarde ampliado con otro de igual estilo. En 1549 se inicia la cabecera, con un nuevo proyecto renacentista realizado por Diego Siloé. A esta etapa pertenecen los muros perimetrales de la girola, el primer cuerpo de la torre y la capilla redonda de San Torcuato, con su original arco de ingreso en esviaje. Tras una larga detención y algunos titubeos se terminan la sacristía y la torre, cuyo cuerpo de campanas lleva la fecha de 1710. El grueso de la catedral y su apariencia externa corresponden al siglo XVIII, en que, a partir de 1713 y con trazas de Blas Antonio Delgado y Hurtado Izquierdo, los arquitectos Vicente Acero, Gaspar Cayón y Fernández Pachote, con aportaciones propias, ejecutaron un admirable trabajo de integración y armonización de lo antiguo con lo nuevamente construido. Las estructuras levantadas en el XVI condicionaron algunas soluciones posteriores, como es el caso de las bóvedas góticas y la original disposición de los pilares de las naves, con capiteles corintios y dóricos al mismo tiempo. De la ampliación barroca destacan, en el interior, la elegancia de la capilla mayor y la cúpula, mientras que en el exterior son de admirar la portada de Santiago y la fachada principal, en especial esta última, por la original disposición de los contrafuertes sesgados y la fantasía ornamental del remate que la convierten en pantalla arquitectónica de gran plasticidad. Del mobiliario litúrgico, son notables los púlpitos (de prolija labor de incrustaciones marmóreas) y la sillería del coro, en los que destaca la participación de Torcuato Ruiz del Peral, amén de un nutrido conjunto de retablos, y algunas pinturas y esculturas, todas obras barrocas del siglo XVIII; el trascoro y tabernáculo son neoclásicos, diseñados por Domingo Lois. En su moderno Museo Catedralicio se muestra una selección de piezas, destacando su novedosa ordenación temática y el magnífico conjunto de orfebrería.