A Catedral Basílica de San Martiño pode describirse como un templo románico de transición: a súa construción esténdese a través dos séculos de forma ás veces azarosa, especialmente se temos en conta que, aínda que o proxecto inicial houbo de ser de gran envergadura, a situación económica -non sempre benévola- fixo que moitas partes tivesen que ser adaptadas, se atrasasen ou mesmo non chegasen nunca a completarse.
Como inicio das obras pode tomarse como referencia a data de consagración do altar maior, o ano 1188. A construción do núcleo básico tomaría uns 80 anos (bastante rápido de comparala con outras catedrais da contorna), aínda que algunhas partes foron resoltas só temporalmente: o tramo final, por exemplo, foi recuberto con madeira. Como remate, construíronse o pórtico e dúas torres (hoxe fachada oeste, con saída á Praza de San Martiño), aínda que unha delas xamais chegou a completarse. Esta solución é clásica no Románico e pretendía, ademais, dotar de estabilidade ao conxunto e salvar o amplo desnivel de terreo.
En paralelo á construción do templo, o Bispado preocuparase de consolidar o lugar con reliquias; non só do patrón, San Martiño, senón tamén de santos locais como Santa Eufemia. Así, quedaba clara a pretensión de converter a Catedral de Ourense nun templo de peregrinacións.
Os conflitos do século XV, como as revoltas irmandiñas ou o ataque do conde de Benavente, así como engadidos posteriores (capela do Santo Cristo, deambulatorio…), fixeron desaparecer ou ocultan gran parte da obra románica. Porén, o templo conserva aínda numerosos elementos que nos permiten coñecer con detalle a arquitectura e escultura desa época: fachadas, pórtico, museo…
Aquí apréciase o paramento orixinal da Catedral: o muro cos seus contrafortes e xanelas de medio punto. A portada norte tivo que ser reconstruída tras os ataques do Conde de Benavente en 1471, aínda que é posible que continuase o esquema orixinal, debedor da portada occidental de Santiago.
Aínda que moi modificado con reformas posteriores (ciborio, deambulatorio, capela do Santo Cristo, torre do reloxo…), aínda pode apreciarse parte da súa decoración románica, coma os arquiños da ábsida apeados en canzorros con decoración xeométrica. O rosetón forma unha cruz de brazos iguais terminados en círculos. Nun extremo apréciase a figura dun león cun año entre as súas gadoupas.
A portada sur chegou até a nosa época practicamente sen modificar. Desenvólvese cun gran arco apoiado en columnas lisas e bases áticas, con chapiteis vexetais e figurados.
A Catedral tivo na súa orixe cinco capelas (algo frecuente na época) dispostas en planta de cruz latina, a cal se conserva. O brazo maior divídese en tres naves de oito tramos, con alicerces cruciformes típicos do Románico e xanelas con arco de medio punto apoiadas nun par de columnas. A solución do abovedamento é gótica.
Outra das xoias que conserva a catedral é o coñecido como Cristo dos Desamparados, unha das poucas tallas románicas de Cristo que se conservan en Galicia.
Xoia da catedral, este conxunto bebe dunha das obras cumes do Románico, o Pórtico da Gloria de Santiago de Compostela, do Mestre Mateo. Desta toma a temática e a resolución escultórica, e aínda que non chega a acadar o seu nivel artístico, goza dunha enorme calidade plástica. A pesar das modificacións, o conxunto conserva aínda todo o esplendor do seu estilo.
Interesante exposición de diversas obras de arte pertencentes non só á Catedral senón a toda a diocese de Ourense. A colección, tal e como a vemos hoxe, xorde no século XX e sitúase no claustro, nunca rematado, do século XIV: a Claustra Nova.