A Rajna közelében, a főpályaudvar mellett magasodik a város fölé a monumentális kéttornyú katedrális, mely nem véletlenül lett Köln szimbóluma és a Világörökség része.
Az eget ostromló templomot, – amely ma a világ harmadik legmagasabb gótikus székesegyháza –, a XIII. század közepén kezdték el építeni.
632 év alatt épült fel, de a végeredmény valóban lenyűgöző lett. A 157 méter magas dóm időtlen fenségessége minden turistát megérint. A hatalmas templombelsőt misztikus félhomályba borítja a festett üvegablakokon átszűrődő fény, s az oldalhajókban szép kápolnák követik egymást.
A dóm alapkövét 1248. 08. 15-én helyezték el. A XIV. században készült el a főoltár, a déli oldalhajó és a déli torony második emelete. A főhajó befejezése után (1508-1509) ideiglenesen leállították az építési munkálatokat, és csak 1842-ben folytatták. A német gótika kiemelkedő alkotását I. Vilmos császár jelenlétében fejezték be, aki fényes ünnepi felvonulást rendezett, ahol az építkezés történetét mutatták be. Az égbetörő kölni dóm a német nemzeti egység szimbóluma lett. A késő középkori kórus a 104 ülőhellyel Németországban a legnagyobb. Az a különlegessége, hogy a pápának és a császárnak mindig fenntartanak egy-egy helyet.
A háromkirályok művészien díszített ereklyetartójában nyugszanak azok a csontok, amelyeket a három király (három napkeleti bölcs) maradványaiként tisztelnek. A főoltár mögött őrzik, mely a középkori aranyművesség remeke. Ritkán tekinthető meg, a gyakori istentiszteletek miatt általában zárva van A festett üvegablakok, köztük a déli hajóban található úgynevezett bajor ablakok szintén híresek. Ezeket I. Lajos bajor király ajándékozta a dómnak. Ezek a kereszténység kezdetéről vett jeleneteket ábrázolnak, Keresztelő Szent Jánostól Szent István vértanúig. Ezeket Max Emmanuel Ainmiller (1807-1870) vezetésével készítették, H. v. Hess (1798-1863) tervei alapján. Az ablakok leleplezése 1848-ban, a 600 éves évforduló ünnepségei során történt. A 970 körül készült Gero-kereszt (Gero-Kreuz) a szentély közelében a legrégebbi kereszt az Alpoktól északra.
Az egyik kápolnában található a fából készült Milánói Madonna, 1290 körüli, amely Máriát ábrázolja a gyermek Jézussal. A kölni dómnak két orgonája van; mindkettő ugyanattól a játszóasztaltól kezelhető. A háború után építették az első orgonát (kórus-orgona vagy kereszthajó-orgona), amely a kereszthajó egyik oldalában található. Ez a gótikus templokban szokatlan elhelyezés azzal magyarázható, hogy az orgonát 1948-ban szentelték fel, de a főhajó a helyreállítás miatt 1956-ig zárva volt. 1998-ban egy új orgonát is szenteltek (főhajó-orgona), így a háború utáni időkben tapasztalt elégtelen hangzás megoldódott.
Az új orgona a főhajó elején helyezkedik el; ez akusztikai szempontból a legkedvezőbb elhelyezés. Így viszont az orgona megszakítja a főhajó és kórus terének a folytonosságát. Az orgona négy műből áll, 3963 sípja van, amelyek 53 regiszterre vannak elosztva. 2006-ban az orgona együttest két fanfárregiszterrel egészítették ki. Ezeket csak különleges alkalmakkor, ünnepi istentiszteleteken szólaltatják meg. A katedrális tornyából gyönyörű kilátás nyílik a Rajnára. Ráadásul a dóm az eltévedős turistáknak is kiváló tájékozódási pont, mert mindenhonnan jól látszik, és a város központjában található.
1996-ban a kölni dómot, mint az európai gótikus építészet mesterművét, a kulturális Világörökség részévé nyilvánították. 2004. július 5-én felkerült a veszélyeztetett helyszínek listájára, a következő indoklással: a „dóm vizuális integritásának veszélyeztetése a Rajna túloldalára tervezett magasépítkezések miatt”. A 2005. július 13-i UNESCO-konferencián, amelyet a dél-afrikai Durbanban tartottak, a végleges döntést egy évvel elhalasztották. Pop art és Picasso: A római kor kedvelőinek a Römisch-Germanisches Múzeumot ajánljuk, ahol színes mozaikok, látványos római síremlékek, szobrok ismertetnek meg az ókori Colonia mindennapjaival.