Die dreischiffige Kirche ist eine kreuzförmige Pfeilerbasilika von 75 m Länge und 18 m Höhe und für die damalige Zeit einer der größten Kirchenbauten. Der Dom ist der zweite Kaiserdom nach dem salischen Kaiserdom von Speyer.
Mit der Gründung überschrieb der Kaiser umfangreichen Grundbesitz dem Kloster. Im Jahr 1137 wurden die sterblichen Überreste des Kaisers in der noch nicht fertiggestellten Kirche beigesetzt. Nach seinem Tod wurden die Baupläne reduziert. Die beiden Westtürme stellte man erst im 15. Jh. fertig. Die Kirche entwickelte sich zu einem Wallfahrtsort.
Mit der Reformation wandelte sich das Kloster zu einem evangelischen Stift. Am Bau sind zwei Bauphasen zu erkennen. Der Ostteil nach dem Beispiel vom Kloster Cluny. Der Westteil wurde nach einfachem niedersächsischem Stil errichtet und erhielt erst später das Kreuzgewölbe und die Westtürme. Zum Bau verwendete man den heimischen Elmkalkstein.
Wertvoll ist das Löwenportal an der Nordseite und sehenswert ist auch der noch erhaltene Teil des Kreuzganges.
Gegenüber dem Dom befindet sich das Kaiserdom-Museum. Dieses informiert über die Baugeschichte der Kirche und vom Benediktinerkloster sowie deren Bauherr Kaiser Lothar und weiterhin beherbergt es ein Steinmetzmuseum.
Im Dom befindet sich das monumentale Kaisergrab. Der Sarkophag stellt den Kaiser Lothar III., seine Frau Richzena und seinen Schwiegersohn Heinrich den Stolzen dar. Da Kaiser Lothar III. nur eine Tochter hatte, ging sein Erbe und das der Brunonen an die Welfen, an seinen Enkel, war der Welfenherzog Heinrich der Löwe. Die Kaiserkrone erwarben die Staufer.
Der Sarkophag ist erst in der Zeit des Barocks entstanden.
Die mächtige Sommerlinde im Hof vom ehemaligen Benediktinerkloster wird auf 900 Jahre geschätzt und ist bedeutendes Naturdenkmal.
An der Westseite vom Kaisedom befindet sich eine erholsame Parkanlage mit Wasserläufen, Wasserfällen und Teichen.
