Saint-Nectaire est l'une des cinq églises majeures de Limagne, avec Notre-Dame-du-Port à Clermont-Ferrand, Saint-Saturnin, Orcival et Issoire. Elle est avec Saint-Saturnin l'une des plus petites. Elle atteint une longueur de 37,65 mètres dans l'œuvre (32 m à Saint-Saturnin, 65 m à Issoire), pour une hauteur sous voûtes de 14,98 m dans la nef.

Elle a fait l'objet d'importantes restaurations au XIXe siècle, après avoir été sévèrement endommagée durant la période révolutionnaire. Les extérieurs sont très sobres, avec un portail occidental austère encadré par deux tours carrées. A la croisée s'élève une tour polygonale reconstruite au XIXe siècle. Sur les murs latéraux de la nef s'étirent des rangées d'arcatures aveugles, également ajoutées au XIXe siècle. Le chevet confère une impression saisissante, avec ses chapelles rayonnantes, ses toitures arrondies, ses rosaces en mosaïques et ses modillons à copeaux.

L'intérieur renforce l'impression de sobriété émanant de l'extérieur. Un narthex surmonté d'une tribune ouvre sur une nef à trois vaisseaux et quatre travées. Les grosses colonnes supportent des chapiteaux aux motifs végétaux stylisés. Elle a deux niveaux d'élévation, avec grandes arcades et tribunes. Elle emmène vers un transept clair, pourvu d'une belle envolée à la croisée. Chaque bras possède une petite alvéole orientée. Le chœur est cerné d'un déambulatoire desservant trois chapelles rayonnantes. Les colonnes portent de superbes chapiteaux historiés, représentant des scènes de la vie du Christ ou de saint Nectaire.

A noter également la présence d'un trésor important, essentiellement composé d'un exceptionnel buste de saint Baudime (compagnon de saint Nectaire) en cuivre doré (XIIe), d'un bras reliquaire de saint Nectaire (XVe siècle), de plats de reliure (XIIe siècle) et d'une petite Vierge romane, connue sous le nom de Notre-Dame du Mont-Cornadore.