Het belangrijkste religieuze bouwwerk van Valencia is Catedral de Santa María de Valencia. Deze aan de Heilige Maagd Maria toegewijde kathedraal was oorspronkelijk een islamitische moskee. Op 9 oktober 1238 is deze officieel als Rooms-katholieke kerk in gebruik genomen. De bouw van de constructie heeft grotendeels tussen de 13e en 15e eeuw plaatsgevonden, waardoor de kathedraal grotendeels gotisch is geworden. In de eeuwen erna zijn er echter nog een groot aantal aanpassingen en toevoegingen geweest, waardoor je ook romaanse, barokke, renaissance en neoclassicistische elementen terugziet in de kerk.
In de kathedraal zijn een aantal bezienswaardigheden te bewonderen, zoals een Heilige Graal en schilderijen van Francisco Goya. Deze Spaanse kunstenaar werkte niet alleen voor de Spaanse koninklijke familie, maar heeft ook veel in opdracht van de kerk geschilderd.
De Kathedraal van Valencia is dagelijks geopend en kan door toeristen tegen betaling bezocht worden. Op zondag zijn de bezoektijden voor toeristen beperkt, omdat dan de reguliere zondagsmis in de kathedraal plaatsvindt.
