Il duomo di Modena è la prima chiesa della città e dell'Arcidiocesi di Modena-Nonantola. Capolavoro dello stile romanico, la cattedrale è stata edificata dall'architetto Lanfranco nel sito del sepolcro di san Geminiano, patrono di Modena, dove in precedenza, a partire dal V secolo, erano state già erette due chiese. Nella cripta del duomo si trovano le reliquie del santo, conservate in una semplice urna del IV secolo, ricoperta da una lastra di pietra e sorretta da colonne di spoglio. Il sarcofago, custodito entro una teca di cristallo, viene aperto ogni anno in occasione della festa del santo stesso (31 gennaio) e le spoglie del santo, rivestite degli abiti vescovili con accanto il pastorale, vengono esposte alla devozione dei fedeli. 

A fianco del duomo sorge la torre campanaria detta la Ghirlandina. Il Duomo di Modena, la Ghirlandina e la Piazza Grande sono stati dichiarati patrimonio dell'umanità dall'UNESCO nel 1997. 

 

In Piazza Sant'Agostino sorge, invece, la Biblioteca Estense che, oltre a volumi di ogni tipo per la consultazione e lo studio, vanta una collezione di manoscritti, carte geografiche, spartiti musicali, xilografie, incisioni in rame e antichi libri a stampa tra le più grandi e importanti d'Italia. La collezione è visibile in una mostra permanente all'interno della biblioteca e fra tutti i pezzi di inestimabile valore è opportuno ricordare: i due volumi della Bibbia di Borso d'Este, uno dei testi miniati piu famosi al mondo, le cui sgargianti miniature opera di Taddeo Crivelli ed altri sono considerate uno dei capolavori assoluti dell'arte del Quattrocento, e il De Sphaera, unanimemente considerato il più bel libro astrologico del Rinascimento italiano. Quest'ultimo, miniato per la corte di Milano, reca infatti lo stemma Visconti-Sforza sulla copertina e giunse agli Estensi probabilmente grazie ai frequenti interscambi che questi avevano con la corte sforzesca.

 

Non lontano è possibile visitare la Chiesa di Santa Maria della Pomposa - Via Pomposa, 1 - uno degli edifici religiosi più antichi della città (se ne ha notizia dal 1153).  La chiesa conserva ben poco della sua struttura originale: oltre alla muratura della metà inferiore della chiesa, nella facciata è possibile distinguere la traccia di un'antica porta romanica poi chiusa, di cui rimangono i semplicissimi capitelli in cotto e parte dell'arco a tutto sesto. Sono inoltre visibili tracce della decorazione a denti di sega del sottotetto sinistro e dell'oculo centrale, mentre la torre massiccia al fianco dell'edificio (che forse nel medioevo faceva parte di un castello) è mozza ad una certa altezza. Più che per la sua rilevanza monumentale, l'importanza della chiesa è dovuta al fatto di essere stata la sede parrocchiale e la dimora di Ludovico Antonio Muratori, il grande storico modenese, che ne fu "prevosto" (parroco) dal 1716 al 1750. Per sua stessa volontà, Muratori, al tempo già studioso e scrittore di fama, si fece assegnare "la cura delle anime" di quello che era uno dei quartieri più poveri e malmessi della città. La chiesa stessa, in pessime condizioni, fu ricostruita dalle fondamenta, e Muratori vi fece aggiungere il coro. All'interno si trova un ciclo di dipinti del Seicento e del Settecento su San Sebastiano, opera di Bernardino Cervi e Francesco Vellani. La chiesa, con annessa canonica (dove Muratori visse attendendo alle sue opere più celebri), costituisce oggi il complesso dell'Aedes Muratoriana ("Casa del Muratori"), sede della Deputazione di Storia Patria e del Museo Muratoriano. Testimonianza di affetto dei modenesi per uno dei suoi cittadini più illustri è il monumento a L. A. Muratori, che sorge poco lontano, sull'omonimo Largo che si affaccia sulla via Emilia. Scolpito da Adeodato Malatesta, che non volle ricevere compenso, il monumento ritrae lo storico in un atteggiamento pensieroso, ma riesce anche a suggerirne la profonda umanità.