Το βασικό τοπόσημο στην πόλη είναι ο ρωμανικού ρυθμού Καθεδρικός Ναός, που άρχισε να κτίζεται το 1232 με διαταγή του Αυτοκράτορα Φρειδερίκου Β΄ και αναστηλώθηκε το 1330 και το 1521–1547. Αποτελεί τη μία από τις 4 «ανακτορικές» εκκλησιές της Απουλίας (οι άλλες είναι ο Καθεδρικός της Ακουαβίβα ντέλε Φόντι, η Βασιλική του Αγίου Νικολάου στο Μπάρι και ο ναός του Μόντε Σαντ' Άντζελο σουλ Γκαργκάνο. Ο ναός της Αλταμούρα είναι επηρεασμένος από τη βασιλική του Μπάρι, αλλά φέρει και ισχυρές γοτθικές επιρροές χαρακτηριστικές της εποχής του Φρειδερίκου Β΄. Ο προσανατολισμός του άλλαξε πιθανώς κατά την αναστήλωση του 14ου αιώνα, στην οποία ανήκει και η βόρεια πύλη προς την πλατεία. Από την άλλη, ένα δεύτερο καμπαναριό και η περιοχή του ιερού χρονολογούνται από τον 16ο αιώνα. Στο τρίκλιτο εσωτερικό ξεχωρίζει μια πέτρινη Φάτνη της Γεννήσεως, έργο του Αλτομπέλλο Πέρσιο (1587). Αν και ο ναός εορτάζεται τον Δεκαπενταύγουστο, η πολιούχος-προστάτης της Αλταμούρα είναι η Αγία Ειρήνη του Λέτσε (εορτάζει στις 5 Μαΐου).