Bazylika Mniejsza i kolegiata – p.w. Matki Bożej Pocieszenia i św. Stanisława Biskupa to najstarszy zabytek miasta, a zarazem jeden z ważniejszych obiektów architektury sakralnej w Wielkopolsce. Znajdujący się w pobliżu rynku kościół zbudowano w XIV w. W ciągu piętnastego wieku nastąpiła gruntowna przebudowa świątyni, w trakcie której m.in. dobudowano nawy boczne prezbiterium. Charakterystyczne dla gotyku niemieckiego sklepienie gwieździste nadaje szamotulskiej kolegiacie charakteru budowli monumentalnej i przestronnej. Na ścianach i w świetle okien kościoła znajdują się ciekawe polichromie i witraże z XIX i XX w. Wśród elementów wyposażenia należy wymienić znajdujący się na belce tęczowej krucyfiks należący do najstarszych w Wielkopolsce (ok. 1370). W głównej nawie, obok prezbiterium, umieszczono późnorenesansowy kamienny nagrobek Jakuba Rokossowskiego pochodzący z warsztatu Canavasiego. Do najciekawszych, unikatowych zabytków szamotulskiej kolegiaty zaliczyć należy pochodzącą z warsztatu Andreasa Vischera spiżową płytę nagrobną Andrzeja Szamotulskiego z około 1500 r. i kamienną chrzcielnicę z XVI w. W prezbiterium uwagę zwraca barokowy ołtarz główny z kilkoma cennymi obrazami. W nawie południowej znajduje się kopia barokowego ołtarza, a w niej cudami słynący obraz Matki Bożej Pocieszenia Szamotuł Pani – ruska ikona z pierwszej połowy XVII w. Od wieków obraz ten jest przedmiotem kultu religijnego i stanowi cel licznych pielgrzymek. W 1970 r. wizerunek Madonny został ukoronowany koronami papieskimi przez Prymasa Tysiąclecia, kardynała Stefana Wyszyńskiego. Przed kościołem znajduje się brama – dawna dzwonnica neogotycka z pierwszej połowy XIX w., w niej umieszczono późnobarokowy krucyfiks z trzeciej ćwierci XVII w. W maju 2008 r. kardynał Stanisław Dziwisz – wypełniając wolę Jana Pawła II – przekazał do ówczesnej kolegiaty relikwie św. Stanisława. Dnia 13 maja 2014 r. dekretem Papieża Franciszka świątynię podniesiono do godności Bazyliki Mniejszej.
Na południe od rynku, na prawym brzegu rzeki Samy stoi kościół św. Krzyża oraz zabudowania klasztorne. Świątynia wzniesiona została przez rodzinę Korzbok-Łąckich w miejscu dawnego zamku Świdwów i konsekrowana w 1699 r. Dwuspadowy dach jednonawowego kościoła wieńczy barokowa wieżyczka z baniastym hełmem. Wnętrze jest nakryte sklepieniem kolebkowym z charakterystycznymi lunetami. Sufit zdobią współczesne polichromie ze scenami Męki Pańskiej. Od strony wschodniej do nawy przylega ośmioboczna kaplica nakryta kopułą z latarnią. Wewnątrz, na kopule, widnieją sceny z życia św. Antoniego namalowane w XVII w. Rokokowe wyposażenie wnętrza kościoła, w tym ołtarza głównego, pochodzi z około 1760 roku i wykonane zostało w warsztacie Józefa Eglauera. Głównym elementem jest ołtarz z krucyfiksem, figurami Matki Bożej Bolesnej, św. Jana Chrzciciela, dwóch zakonników i wyobrażeniami Boga Ojca, Ducha Świętego i aniołów. Uwagę zwraca późnorokokowa snycerka ambony, mensy ołtarzowej, ławek, chrzcielnicy i konfesjonałów wykonanych przez Eglauera. Przy kościele od początku powstał konwent zakonu franciszkanów reformatów. W okresie zaborów władze pruskie zlikwidowały konwent, który przestał istnieć wraz ze śmiercią ostatniego zakonnika w 1832 r. Kościół oddano do dyspozycji parafii kolegiackiej. W latach międzywojennych służył jako tzw. kościół szkolny i odbywały się w nim nabożeństwa dla miejscowego Gimnazjum i Liceum ks. Piotra Skargi. Wraz z powstaniem w 1972 r. drugiej parafii w Szamotułach kościół św. Krzyża stał się świątynią parafialną. W 2020 r. zakon franciszkanów ponownie objął w zarząd kościół z klasztorem i parafię św. Krzyża.
W północnej części miasta na tak zwanym przedmieściu wronieckim wznosi się zamek z końca XV w. Został zbudowany zapewne z inicjatywy Piotra Świdwy Szamotulskiego lub jego syna – Andrzeja, a od ok. 1511 r. przebudowywany był przez Łukasza II Górkę, dlatego też do budowli przylgnęło nazwisko Górków. Zamek wielokrotnie zmieniał właścicieli, którzy poddawali architektoniczną bryłę licznym przeróbkom. Zatracił swój gotycki charakter ostatecznie ok. 1870 roku w czasie remontu zainicjowanego przez ówczesnych właścicieli rodzinę Sachsen Coburg Gotta. Obecnie jest siedzibą Muzeum – Zamku Górków. Do założenia muzealnego zaliczyć należy późnogotycką basztę nazywaną według tradycji Basztą Halszki lub Basztą Czarnej Księżniczki. Wieża otrzymała tę nazwę w wyniku wielu tragicznych wydarzeń związanych z losami wołyńskiej księżniczki Elżbiety z Ostroga, która była żoną Łukasza III Górki. Urządzono w niej ekspozycję przedstawiającą historię Szamotuł i okolic. Obok zamku stoją dwie oficyny z końca XVIII w. W nich między innymi wystawa etnograficzna, ilustrująca dawne wyposażenie wielkopolskiej chaty i warsztatów rzemieślniczych. Stałe wystawy w zamku to przede wszystkim znakomicie zaaranżowane wnętrza siedziby ziemiańskiej z dużą ilością ciekawych przedmiotów artystycznych: obrazy, rzemiosło, meble, numizmaty, zegary, tkaniny etc. W jednej z muzealnych sal wyeksponowano zbiór prawosławnych i unickich ikon. To jedna z większych i najbardziej zróżnicowanych artystycznie kolekcji w Polsce. Składa się z niemal 1200 ikon drewnianych (głównie XIX-wiecznych).