Die Kathedrale Santa María de la Almudena liegt im Stadtzentrum, gegenüber den Palacio Real. Der Tempel umfasst verschiedene Kunstrichtungen: Neoklassizismus im Äußeren, Neugotik in Inneren und Neuromanik. Sie wurde am 15. Juni 1993 vom Papst Johannes Paul II. während seiner vierten Reise nach Spanien geweiht.

Es handelt sich um eine kreuzförmige Kirche (102 Meter lang und 73 Meter hoch). Ihre Vierung beträgt 66 Meter lang und verfügt über 13 Kapellen, 3 Altare und eine Kuppel aus Stein und Granit, deren Durchmesser 20 Meter beträgt. Die Kuppel wurde im zwei verschiedenen Kunstrichtungen erbaut. Ihrer Äußeren ist Barock und ihrer Inneren gotisch. Im Äußeren laufen rund um die Kuppel die Statuen der zwölf Apostel.

Die Hauptfassade wird von vier Statuen der spanischen Heiligen San Isidro, Santa María de la Cabeza, Santa Teresa de Jesús und San Ferdinand, geschaffen von Ramón Chaparro, gekrönt. Sie sind aus weißem Stein aus Colmenar.

Der Altar der Jungfrau Almudena, die Schutzheilige der Stadt, liegt in der Vierung des rechten Schiffes. Die Jungfrau befindet sich in der zentralen Nische eines eindrucksvollen Altarretabels von achtzehn Tafeln, die mit Szenen aus dem Leben Christi von Juan de Borgoña (Ende 15.- Anfang 16. Jahrhundert) gemalt wurde. Die letzten Beiträge zur Kathedrale waren die neu byzantinischen Wandmalereien an der Apsis von Kiko Argüello. Sie stellen Szene aus dem Leben Christi dar.

1944 wurde ein nationales Wettbewerb von Architektur ausgeschrieben, um das Problem mit dem Abschluss der Kathedrale zu lösen. Die Architekten Fernando Chueca und Carlos Sidro waren die Gewinner. Sie verzichteten auf die Neugotik und fügten Bogengänge, Portiken, Kapellen und Zimmer hinzu. Auf diese Weise passte die Kathedrale stilistisch zum angrenzenden Königspalast, auch im Stil des Neoklassizismus.