Sulla cima del colle troneggia l'antica fortezza dei Medici. Numerosi sono i palazzi medievali e rinascimentali, fra cui particolare importanza rivestono il Palazzo Civico del XIII secolo (con la torre del XVI secolo), il Palazzo Pretorio, con la facciata rinascimentale, in cui hanno sede il Museo dell'Accademia Etrusca, dove si trovano collezioni egizie, etrusche e romane, una pinacoteca con quadri del Pinturicchio e di Luca Signorelli, e una preziosissima biblioteca. Tra gli edifici Sacri, per il notevole pregio, sono da menzionare la chiesa di S. Agostino, della fine del 1200, la chiesa di S. Domenico del 1400, la chiesa di S. Francesco, con elementi romano-gotici e iniziata da Frate Elia nel 1245, l'Abbazia di Farneta, preromanica, e quella romanica di S. Angelo, nonché la Basilica Santuario di Santa Margherita, fondata dalla Santa stessa nel XIII secolo. Nei pressi di questo santuario si trova il Convento dei Cappuccini alle "Celle", sorto presso la cella in cui abitò San Francesco d'Assisi. Cortona fu inoltre patria dei pittori Luca Signorelli e Pietro da Cortona. Gino Severini ebbe qui i suoi natali. Celebri fra gli studiosi di tutto il mondo sono la Biblioteca Comunale e l'Accademia Etrusca, ricca di 22.000 volumi a stampa, 1172 pergamene,133 preziosi incunaboli e 633 manoscritti.