Este monumento al igual que el templo San Lorenzo de Potosí (Bolivia), son exponentes representativos del estilo mestizo. La configuración física del monumento en cuanto a la planta y cúpula, es de estilo Barroco, típico del siglo XVIII.

El interior del templo es imponente, se caracteriza por su ambiente de amplitud y sencillez, posee un altar mayor de marmolina, obra del Arquitecto Emilio Hart Terre. Se veneran dos imágenes milagrosas que fueron llevadas al altiplano en los primeros años de la colonia, El Señor del Quinario o el "Señor de la Bala" y la Virgen de los Remedios que tuvieron una Iglesia de Plata en San Luis de Alba.

Narran que vizcaínos y andaluces sostuvieron un enfrentamiento por las minas en San Luis de Alba y como consecuencia de la refriega, se incrusto una bala en el hombro derecho del "Señor del Quinario" lo que motivo a que le cambiaran su nombre por el "Señor de la Bala". En la actualidad, se hacen procesiones con este Señor implorando lluvias para las chacras.

El frontis del interior de la Catedral es de plata y en los muros laterales se aprecian pinturas de diferentes escuelas. (Cusqueña, Italiana). Su construcción se debe a la ayuda de ricos mineros de la zona, como Miguel Jacinto y Miguel Antonio San Román, así como de doña María Ayala. El atrio tiene una escalinata de diez peldaños que descienden a la Plaza de Armas. En 1930 un incendio destruyo la Catedral y se perdieron tallas y figuras de incalculable valor.