Arhitectura Catedralei din Palma este un amestec de stiluri diferite, fiecare dintre acestea fiind încorporat în designul său în diferite momente din istoria catedralei. De exemplu, deși arhitectura catedralei este în primul rând gotică, în secolele al XVII-lea și al XVIII-lea i-au fost adăugate diverse elemente de arhitectură barocă. Printre acestea se numărau diferite altare ornamentate, tablouri și sculpturi care reflectau spiritualitatea postridentină.
În secolul al XIX-lea, catedrala a fost supusă unei renovări în stil neogotic. Acest lucru a dus la adăugarea naosurilor și a pinacolelor actuale.
Secolele al XX-lea și al XXI-lea au fost marcate de lucrările magistrale ale lui Antoni Gaudí, care și-au făcut simțită prezența în designul catedralei. Aceste îmbunătățiri au fost în primul rând liturgice și estetice. În aceeași perioadă, Miquel Barceló a proiectat capela modernă a Sfântului Sacrament.