Durante el siglo XVIII, cuando se construyeron muchos de los edificios que hoy podemos admirar, el índice de población llegó a registrar más de 30 mil habitantes. Durante 2008 la UNESCO inscribió a la ciudad, junto con el cercano Santuario de Atotonilco, en la lista del Patrimonio Mundial.
Su belleza y misterio han cautivado a propios y extranjeros. En el centro se localiza el Jardín Principal, que al sur tiene la bella Parroquia de San Miguel Arcángel. En sus inicios del siglo XVII fue un templo barroco, pero dos siglos más tarde fue sometido a una intervención arquitectónica mayor dirigida por el maestro de obras Zeferino Gutiérrez, quien le dio a la fachada su peculiar aire neogótico actual. Otros edificios notables rodean el Jardín Principal. Del lado oeste hay dos casas virreinales de antología, el Museo Histórico Casa de Don Ignacio Allende, y la Casa de los Condes de la Canal, ambas de fines del siglo XVIII.
El Templo de San Francisco se ubica frente a la plaza del mismo nombre, fue erigido a fines del siglo XVIII llama la atención por sus portadas churriguerescas y sus altares neoclásicos, dos de los cuales se atribuyen a Francisco Eduardo Tresguerras. Por detrás de este templo se ubica la Plaza de la Soledad, que ostenta una estatua ecuestre de Ignacio Allende. A la derecha se encuentra la Iglesia de Nuestra Señora de la Salud, de fines del siglo XVIII. Tras su portada de estilo churrigueresco hay lienzos de famosos pintores virreinales como Juan Rodríguez Juárez, Miguel Cabrera y Antonio torres. A su izquierda se encuentra la Iglesia del Oratorio, edificada en el siglo XVIII por los padres del oratorio de San Felipe Neri. La mayor joya es la capilla barroca de la Virgen de Loreto, de 1736, ubicada en su interior.
El Templo de Santa Ana fue parte de un convento de monjas virreinal, su claustro es ahora la Biblioteca Pública de la ciudad. Más adelante está el Teatro Ángela Peralta de finales del siglo XIX, y en el extremo poniente del centro está el Templo de San Juan de Dios.
El edificio de Las Monjas fue convento de la Inmaculada Concepción en el siglo XVIII, financiado por el conde de la Canal, porque su hija entraría ahí como monja. Con las Leyes de Reforma la iglesia y el convento quedaron separados. Vale la pena observar su doble portada barroca, su cúpula con tambor de dos cuerpos, la reja original del coro y los bellos lienzos virreinales. Tuvo varios usos como el de cuartel militar, pero a partir de 1937 fue sede de la Escuela de Bellas Artes. Hoy es el Centro Cultural Ignacio Ramírez, El Nigromante.
Por la salida Real a Querétaro se llega al Mirador que ofrece maravillosas vistas del centro. Algo más abajo está el antiguo Barrio del Chorro, junto a la linda capilla de la Santa Cruz y al Paseo del Chorro, una serie de antiguos y evocadores jardines y fuentes.
El Santuario de Atotonilco es recordado porque aquí el 16 de septiembre de 1810 Miguel Hidalgo y Costilla tomó la imagen de la Virgen de Guadalupe de uno de sus altares como estandarte de la nueva insurgencia. Sus orígenes se remontan a 1740, cuando el padre Luis Felipe Neri de Alfaro vio en sueños a Cristo con la cruz a cuestas camino al Calvario. A partir de ese momento, el sacerdote dedicó todas sus energías a levantar este santuario que sería casa de ejercicios espirituales y que por la visión mencionada se llamaría de Jesús Nazareno. Más que un templo es un complejo que aglutina al templo principal, capillas de distintos tamaños, camarines y otras dependencias. Se encuentra decorado con esculturas, retablos y lienzos. Destacan los murales con dramáticas imágenes de la Pasión de Cristo hechos por el pintor Antonio Martínez de Pocasangre y que suelen ir acompañados de versos del Padre Alfaro.