Dijon aurait été surnommée la « ville aux cent clochers » par Henri IV ou François Ier. En effet, les édifices religieux, témoins d'un passé religieux et architectural, ponctuent le centre ville.

Le palais des ducs et des États de Bourgogne abrite aujourd'hui le musée des Beaux-Arts et la mairie. Face au palais s'étend la place de la Libération en forme d'hémicycle, conçue par Jules Hardouin-Mansart en 1680. Les pavés ont été retirés en 2008 et la place accueille aujourd'hui des jets d'eau et de lumière mettant en valeur son architecture. Le palais témoigne du passé de Dijon sous les ducs. Il comprend : la tour de Bar, ancienne tour de Brancion construite par Philippe le Hardi en 1365 ; les cuisines ducales, construites par Philippe le Bon en 1433 ; la tour Philippe le Bon, initialement tour de la Terrasse, qui date de 1455, qui servait de tour de guet et d’habitation, et qui compte 316 marches.

La cathédrale Saint-Bénigne, construite aux XIIIe et XIVe siècles, abrite dans sa crypte, seul vestige d'une rotonde romane détruite en 1792, les vestiges du tombeau du martyr éponyme, évangélisateur de la Bourgogne. L'édifice, autrefois abbatiale, était entouré de bâtiments dont subsiste l'ancien dortoir des Bénédictins, où se trouve maintenant le musée archéologique.

L'église Saint-Philibert de Dijon, aujourd'hui en très mauvais état structurel et interdite à la visite, est située à quelques pas au sud-est de la cathédrale Saint-Bénigne. Elle est reconnaissable par son clocher en pierre.

L'église Notre-Dame, du XIIIe siècle, chef-d'œuvre du gothique bourguignon, est unique dans l'architecture gothique française. Elle abrite la statue de Notre-Dame de Bon-Espoir. Sa façade occidentale est ornée de nombreuses gargouilles décoratives restituées au XIXe siècle par sept sculpteurs parisiens. L'amorce de sa tour sud supporte le Jacquemart, horloge à quatre automates[109]. La chapelle de l'Assomption toute proche s'orne de l'Assomption de Jean Dubois, mais n'est pas ouverte au public. Les Dijonnais ont coutume de caresser la chouette sculptée sur le contrefort d'une chapelle de Notre-Dame. Selon la légende, une caresse de la main gauche, côté cœur, porterait bonheur à qui la touche.

La maison Millière et l'hôtel de Vogüe s'élèvent derrière l'église, rue de la Chouette.

L'église Saint-Étienne de Dijon est le plus ancien lieu de culte du castrum dijonnais. D'abord église romane (les fondations sont encore visibles), abbaye de chanoines réguliers au Moyen Âge, cathédrale en 1731, désaffectée à la Révolution, elle a abrité jusqu'en 2007 la chambre de commerce. Le musée Rude occupe toujours le chœur, mais pour encore peu de temps. En effet, le musée des Beaux-Arts faisant l'objet de travaux importants et d'une restructuration, la conservation et les services administratifs de ce musée, après travaux, doivent s'installer dans cet édifice.

L'église Saint-Jean, qui date du IVe siècle, a été reconstruite en 1448, en gothique flamboyant.

La chapelle de l'hospice de la charité possède un autel à dais de présentation qui est une composition baroque en bois doré due au sculpteur Jehan Maitrier.

Le couvent des Carmélites est le premier monastère de femmes à Dijon et date de 1608.

De l'ancienne Chartreuse de Champmol, sur le site de laquelle est aujourd'hui construit un hôpital psychiatrique, subsistent le puits de Moïse, sculpté par Claus Sluter à la fin du XIVe siècle, et le portail de la chapelle.

Le palais de justice a été construit à la fin du XVe et au début du XVIe siècle pour abriter le parlement ; il est toujours le siège de tribunaux. Le charpentier Antoine Galley en a bâti le plafond en 1522 alors que la grande porte est de l'artiste Hugues Sambin.

La porte Guillaume, située place Darcy, s'élève à l'emplacement d'une porte fortifiée des remparts de la ville. Elle fut érigée en 1788 par Caristie en l'honneur du prince de Condé. Elle est parfois nommée « Arc de Triomphe dijonnais », en raison de sa situation au sommet de la Rue de la Liberté, appelée « Champs-Élysées Dijonnais » en référence à son caractère commerçant, comme la célèbre avenue parisienne.


Un vestige du castrum rue BerlierLes remparts de Dijon ont laissé malheureusement peu de traces : la voie ferrée passe sur l'ancien rempart dit « de la Miséricorde ». Rue de l'Hôpital, il subsiste des vestiges du bastion de Guise, qui constituait l'angle sud-ouest du rempart ; rue de Tivoli et rue Berlier, deux pans de murs sont également encore préservés. Un panneau a été mis en place rue Vaillant, signalant la fin de l'ancien Castrum dijonnais.

L'église du Sacré-Cœur de Dijon date quant à elle des années 1930.

Les toits bourguignons sont également des éléments du patrimoine culturel de Dijon. Composés de tuiles vernissées multicolores disposées selon des motifs géométriques, ils se découvrent sur quelques bâtiments du centre ville comme l'hôtel de Vogüé, la maison Aubriot, la cathédrale Saint-Bénigne…

Les méridiennes, indiquant le midi solaire vrai, sont mises en valeur. L'une se trouve rue de la Liberté, une autre sur la façade du palais des ducs, une troisième à l'intérieur de la tour Philippe le Bon. On peut observer le midi solaire vrai sur ces méridiennes aux heures légales données par le tableau ci-dessous[110] :