La cathédrale de Santiago-de-Cuba comporte cinq nefs et un grand nombre d'autels secondaires. Pour remédier à la chaleur, les portes restent grandes ouvertes durant les offices.
L'édifice n'a plus grand chose à voir avec l'Ermitage de Santa Catalina, élevé au rang de cathédrale, et qui fut construit entre 1522 et 1528. De grands travaux de restauration, entrepris en 2012, ont redonné à la cathédrale tout son lustre d'antan à l'occasion de la célébration, en 2015, des 500 ans de la fondation de Santiago-de-Cuba.
Plusieurs évêques et Diego Velázquez de Cuéllar, conquistador espagnol qui fut gouverneur de Cuba de 1511 jusqu'à sa mort, y sont enterrés.