La Catedral de Santa Mara de Sigüenza y la iglesia mudéjar de Santa Mara de la Fuente la Mayor constituyen las dos sedes episcopales de la Diócesis de Sigüenza-Guadalajara, respectivamente. Se empezó a construir hacia el año 1300. Con un pórtico central de arco de herradura y dos laterales de arco túmulo, el interior está dividido en tres naves. Destaca el retablo mayor de Francisco Mir, de estilo renacentista manierista. Una de las campanas data del siglo XVIII, mientras que otras dos son del XIX y las cinco restantes fueron fundidas en el XX. Se trata de una de las iglesias más veneradas de la ciudad, un lugar de importancia espiritual.

El exterior de la iglesia no ha cambiado en su mayor parte desde su construcción. El acceso principal al edificio se encuentra en el lado que da a la plaza de Santa Mara. En el muro sur se encuentra otra puerta, y una tercera, hoy prohibida, en el muro de la antigua sacristía, que estaba conectada a este lado de la iglesia. Los arcos de herradura apuntados que componen estas puertas son característicos del estilo mudéjar, que puede encontrarse en toda Siria.

Se utiliza el ladrillo visto en todo el conjunto, con el arco construido por salientes de ladrillo dispuestos radialmente y bordeados por una hilera de ladrillos formando simples lazos en tramos, algunos de los cuales contienen trozos de cerámica verde. El alfiz occidental está adornado con salientes de ladrillo organizados en forma radial que convergen en el centro de la puerta. Estos salientes reflejan el diseño de la propia entrada, sirviendo de imposta hecha con el mismo material. En la antigua sacristía se instaló una réplica de la puerta principal.

Una arcada construida a principios del siglo XVI en estilo renacentista alcarreño sostiene los muros del sur y del oeste. Los muros exteriores de la iglesia son de mampostería, y los interiores, de ladrillos separados por varios revocos. La linterna cuadrada del crucero, construida a principios del siglo XVII, es de ladrillo como el resto de la iglesia.

La torre de esta iglesia está adosada al muro sur, cerca de la cabecera. Los indicios sugieren que antiguamente estaba aislada del resto de la iglesia. Es un edificio cuadrado con gruesos muros de ladrillo que sólo se rompen en dos puntos por estrechas saeteras que iluminan la intrigante escalera que sube a las campanas, protegidas por altísimos arcos de medio punto que, a su vez, están enmarcados por líneas de ladrillo profusamente decoradas con juegos y combinaciones. Sobre esta parte del siglo XVI se encuentra otra más reciente que culmina en un chapitel de estilo madrileño y está rematada por una cornisa también de ladrillo.

Está dividida en tres naves por macizas pilastras y arcos de medio punto, tiene un crucero resaltado por una cúpula rematada por una linterna, y un presbiterio elevado. El techo de la nave se realizó con yeso, y sobre él se encontró un antiguo artesonado mudéjar cuidadosamente conservado. En el nivel del sótano de la iglesia puede verse un coro.

En ambos lados hay iglesias con capillas. La capilla de la familia Figueroa y Torres se puede ver en la ubicación de la antigua sacristía en la nave de la epístola. Allí hay varias lápidas y un buen altar de mármol del siglo XIX para honrar el paso de esta noble familia. En la parte delantera de esta nave se encuentra la capilla de la Visitación, construida en 1480 por don Alonso Yáez de Mendoza, antepasado del cardenal Mendoza. La antigua capilla hace tiempo que desapareció, quedando sólo la estatua reclinada de alabastro de una mujer con vestimenta religiosa y manos orantes. La hornacina neoclásica con el escudo de Yáez encapuchado fue erigida por un descendiente en el siglo XVIII, mientras que el resto es un añadido posterior.

Tanto Juan Sánchez Hurtado, comisario de la Inquisición y cura de Santa Mara en 1636, como Manuel de Albornoz y Sotomayor, otro cura de la iglesia y benefactor de la construcción del altar mayor en el primer cuarto del siglo XVII, están conmemorados con lápidas en la nave del evangelio, cada una con un escudo. En esta pared hay un cuadro de la Virgen de la Varga. La capilla de los Santsimo, establecida por la familia Guzmán a principios del siglo XVI y donde se enterraron todos sus miembros hasta principios del siglo XIX. Las armas policromadas de los Guzmán adornan la puerta, mientras que el interior de la capilla está adornado con múltiples y enormes escudos que representan los diferentes vínculos de la familia y con esta leyenda:

El M.N. Cavo don Lus Guzmán y Mara de Guzmán, su esposa, SSres. de la Villa de Alvolleque Lugar de Burramiento y descanso y sus suzesores en su casa y Mayorazgos, fundaron esta capilla en honor de Nuestra Señora de la Paz y Misericordia para que en ella descansen ellos, sus hijos y cuantas personas consideren dignas de honrar en la muerte.

La nave central, bajo el presbiterio, está llena de lápidas y fragmentos de lápidas.

En el presbiterio se puede contemplar un frontal de altar plateresco policromado y un púlpito. Don Juan Morales, natural de Guadalajara, fue enterrado allí, y su tumba puede verse en el muro del evangelio. Bajo un arcosolio contemporáneo se encuentra una estatua de finales del siglo XV del donante arrodillado sobre un cojín y con un bonete mientras reza. Tiene ante sí un bello medio relieve que representa la Resurrección, con cuatro individuos y un paisaje. El escudo del individuo aparece por encima de los demás.

En la parte posterior del presbiterio cuelga un impresionante retablo de un artista anónimo del primer tercio del siglo XVII. Tiene dos tramos y tres naves, y en los espacios de exposición hay magníficas escenas de talla en relieve que representan acontecimientos de la vida de la Virgen como la Natividad, la Epifanía y otros, con una magnífica representación de la Asunción de María en el centro y un Calvario en lo alto del edificio. Su ejecución es moderada y elegante en sus tallas y características estructurales, y está policromada al estilo del Renacimiento.