La Santa Iglesia Catedral de San Antolin est une église catholique, siège épiscopal du diocèse de Palencia, dans la ville du même nom.

Elle est dédiée à Saint Antolin le Martyr, patron de Palencia, dont elle conserve une partie des reliques.

C'est la troisième plus grande cathédrale d'Espagne en termes d'extension, et la deuxième en termes de longueur de nef.

Il s'agit d'un bâtiment de grandes proportions : 130 mètres de long, 50 mètres de large au niveau du transept, plus 50 mètres pour le cloître et la salle capitulaire ; l'abside atteint presque 42 mètres de haut.

Le bâtiment est principalement de style gothique, bien qu'il conserve des éléments antérieurs des périodes wisigothique et romane, ainsi que des éléments décoratifs de la Renaissance, du baroque et du néoclassicisme.

La construction a commencé au XIVe siècle, et c'est la seule grande cathédrale castillane commencée au cours de ce siècle.

L'extérieur, dépourvu d'une véritable façade principale, est austère et massif, une situation qui ne reflète pas la grandeur de son intérieur, où l'on peut voir plus de vingt chapelles de grand intérêt artistique et historique et une multitude d'œuvres d'art de tous styles.

Bien que la construction de la cathédrale gothique ait duré du 14e au 16e siècle, en réalité, ce que l'on peut voir aujourd'hui a mis près de quatorze siècles à être érigé, car la partie la plus ancienne de la crypte de San Antolin date du 7e siècle et il y a eu d'importants travaux et réformes au 20e siècle.

L'élément le plus reconnaissable à l'extérieur est la tour de 55 m de haut, haute et sobre, un peu grossière compte tenu de son style gothique. Des études et des fouilles récentes montrent qu'elle était autrefois une tour militaire et qu'après avoir rempli cette fonction, des pinacles et un beffroi ont été ajoutés comme seule décoration. Le plan de la cathédrale est en forme de croix latine et a la particularité d'avoir un double transept, donc il a aussi cinq portes, formant ainsi un plan en forme de croix patriarcale ; ceci est dû au fait qu'à mi-chemin de la construction, il a été décidé de remplacer le transept primitif par un second, plus monumental. Les deux transepts ne sont marqués que sur l'élévation et ne dépassent pas du plan de masse.

La cathédrale est populairement connue sous le nom de La bella desconocida (la belle inconnue). Il a été le premier monument de la municipalité de Palencia à être déclaré Monument national, distinction qu'il a obtenue le 3 novembre 1929.