El núcleo de la catedral lo constituye una basílica octogonal con cúpula, cuya construcción fue iniciada por Carlomagno poco antes del año 800. Fue el primer edificio de inspiración bizantina construido al norte de los Alpes. El presbiterio gótico, iniciado en 1355 y consagrado en 1414 para el decimosexto aniversario de la muerte del emperador, ha sido declarado Patrimonio Cultural de la Humanidad por la Unesco.