I faktycznie, w porównaniu do innych cechuje ją wyjątkowa delikatność gotyckiej architektury oraz wyraźne podobieństwa do wielkich, francuskich katedr takich jak Cathédrale Notre-Dame de Reims, Cathédrale Notre Dame d'Amiens, Cathédrale de l'Assomption de Notre-Dame w Chartres a nawet paryskiej Cathédrale Notre-Dame. Od czasów, kiedy zaczęto ją wznosić na pozostałościach dawnej świątyni romańskiej (XIII wiek) stanowiła jeden z głównych przystanków na drodze pielgrzymek do Santiago de Compostela. Za najpiękniejszy element jej wnętrza jest uznawana jedna z najwspanialszych na świecie kolekcji średniowiecznych witraży.
Niektórzy uważają, że katedra w Leon została zbudowana na identycznym planie jak katedra w Reims. Trzy nawy świątyni wieńczy olbrzymie sklepienie. Główna fasada posiada potrójny portal (złożony z drobiazgowo rzeźbionych: centralnego Juicio Final "Sądu Ostatecznego" oraz bocznych San Francisco "Św. Franciszka" i San Juan Bautista "Św. Jana Chrzciciela") bez wątpienia nawiązujący zarówno kształtem jak i bogactwem zdobienia do "bliźniaczej" katedry z Francji. Nad portalami znajduje się wielka rozeta z XIII-wiecznymi witrażami. Po obydwu stronach fasady rozmieszczone są dwie wysokie wieże, każda z nich różni się od drugiej. Obserwując je można zauważyć jak ewoluował gotyk na przestrzeni trzech ostatnich wieków średniowiecza. Budowę wznoszącej się nad północną nawą wieży z dzwonnicą rozpoczęto w XIII wieku, a zakończono w XIV wieku. Ma 65 metrów wysokości, posiada stosunkowo łagodne jak na gotyk kontury, po dwie okiennice. Budowę południowej wieży z zegarem rozpoczęto w tym samym wieku co północnej, jednakże zakończono ją dopiero u schyłku gotyku w XV wieku. 68 metrowej wysokości, posiada bardziej zdecydowane, ostre kształty, jej iglicę bogato zdobią sterczyny.
Tym, co stanowi o wyjątkowości katedry w Leon są wspaniałe witraże, których celem było z pewnością przemawianie do świadomości wiernych. Jest ich 134, uzupełnionych przez 3 rozety. Na uwagę zasługuje fakt, że niemal wszystkie powstały między XIII i XIV wiekiem. Łącznie zajmują olbrzymią powierzchnię świątyni tj. 1.764 metry kwadratowe. Zważywszy, że katedra nie jest największą tego typu katedrą gotycką w Hiszpanii daje to wyjątkowy efekt w postaci wspaniałego oświetlenia wnętrza. Ikonografia znajdujących się najwyżej witraży nawiązuje do tematyki nieba w wierzeniach chrześcijan. Te z środkowej kondygnacji przedstawiają szlacheckie herby oraz związane są z symboliką ówczesnego kościoła. Najniższe zajmujące powierzchnię bocznych naw prezentują najbardziej "przyziemne" dla ludu motywy związane z jego doczesnym żywotem. Widać więc świadomą hierarchizację ówczesnego społeczeństwa znajdującego się pod wielkim wpływem hiszpańskiego kleru, odzwierciedloną przez architektów na potrzeby zleceniodawców budowy katedry.
Ważne jest również poziome rozmieszczenie poszczególnych grup witraży. Te z północnej strony, otrzymujące w porannych godzinach mniej światła malowane były w bardziej stonowanych barwach i utrzymane są w tematyce związanej ze Starym Testamentem. Światło, które niesie za sobą obecność Chrystusa dominuje w grupie południowych witraży. Oświetlone ostrym światłem w trakcie mszy otrzymały znacznie cieplejsze i żywsze kolory. Głównym motywem umieszczonym na witrażu wielkiej rozety jest Matka Boska z Dzieciątkiem otoczeni zastępem tuzina aniołów. Każda z rozet, określanych mianem "gotyckich oczu" ma średnicę ośmiu metrów. Kompozycja wszystkich witraży w katedrze czyni ją jedną z najbardziej klimatycznych świątyń w Hiszpanii, miejscem skłaniającym do duchowej medytacji.
Oprócz oglądania zewnętrznych jak i wewnętrznych elementów architektury gotyckiej katedry w Leon warto jest również zwiedzić mieszczące się w niej muzeum diecezjalne. Prowadzą do niego dwa przeciwstawne rzędy schodów (tzw. escalera capitular), dzieło architektury plateresco. Wejście stanowią drzwi wykonane z orzechowego drewna, otoczone gotyckimi łukami z tympanonem przedstawiającym scenę Zwiastowania. Eksponaty pochodzące z okresu od prehistorii do XX wieku rozmieszczone są w siedemnastu salach otaczających wewnętrzny dziedziniec. Wśród najcenniejszych zbiorów wyróżniają się drewniane kapliczki z XIV wieku (niektóre polichromowane), polichromowana kamienna rzeźba Matki Boskiej z Dzieciątkiem (XIV w.), sześć obrazów olejnych z XVI wieku - przedstawiających sceny z dzieciństwa oraz męki Chrystusa, ocalałych z zaginionego ołtarza głównego z kościoła we Fuentes de Carbajal. Imponujące są także zbiory średniowiecznych manuskryptów pochodzących jeszcze z czasów panowania Wizygotów na Półwyspie Iberyjskim np. Lex Romana Visigothorum oraz mszałów z epoki renesansowej.