L'edificio religioso più importante e più conosciuto di Bosa è la ex Cattedrale di San Pietro, la cui costruzione iniziò nel XI secolo, e proseguì sino al XIII secolo. Si trova a circa due chilometri dal centro abitato, dopo il ponte sul Temo, in un viottolo sulla destra. E' un importante esempio dello stile proto-romanico, come si può vedere all'interno: la navata centrale è divisa da quelle laterali da grossi pilastri, senza basi o capitelli, che reggono pesanti archi in muratura, i muri sono costruiti da pietre appena sbozzate di diverso genere, tutti elementi che denotano l'arcaicità della costruzione, che appunto si deve classificare come proto-romanica in stile lombardo. Sul primo pilastro che si trova a destra dell'entrata si può vedere l'iscrizione di fondazione della cattedrale, dove è nominato il vescovo Costantino de Castra che fece edificare la chiesa nel 1073.

La navata principale è coperta con travature in legno, le navate laterali, molto strette, sono coperte da volte a crociera, scandite da archi divisori. Circa cinquanta anni dopo l'inizio della costruzione, nel 1120 la chiesa fu restaurata e in parte ricostruita, di questa fase si possono vedere la tribuna rialzata, l'abside, alcune parti delle navate laterali, e all'esterno il tozzo campanile. Nella prima metà del Duecento, la chiesa fu probabilmente affidata ai monaci Cistercensi, i quali fecero rinnovare alcune parti della navata sinistra, e l'intera facciata, la quale porta già i segni del nascente stile gotico, come la tripartizione e le tre arcate a sesto acuto, ognuna ornata da un rosone scolpito. Sul portale è situato un' architrave monolitico in pietra arenaria, scolpito in altorilievo, chiaramente bizantino e certamente recuperato dal primo impianto della chiesa, che raffigura ai lati gli apostoli Pietro e Paolo, al centro la Madonna col Bambino, e alla sua sinistra San Costantino Imperatore, molto venerato in Sardegna, il cui culto fu introdotto proprio dai Bizantini. La chiesa è stata recentemente restaurata. L'attuale Cattedrale di Bosa, dedicata alla Vergine Immacolata, fu edificata nel XV secolo, ma è stata interamente ricostruita nel 1806. Della costruzione originaria restano pochissime tracce, ad esempio nel campanile. Al centro del paese si può vedere il palazzo di Don Carlo, un edificio abitativo fortificato costruito nel Settecento.

Sulla cima di un colle a nord-est si erge il Castello di Serravalle, così chiamato perché chiudeva l'accesso alla valle dal mare, costruito dalla nobile famiglia genovese dei Malaspina nel 1112, è attualmente uno dei castelli fortificati più integri della Sardegna. Era costituito da numerose torri e da un doppio ordine di mura, e aveva due porte, una verso la città, e l'altra verso la campagna. La parte più antica e meglio conservata è la torre nord in trachite rossa. La torre, a pianta quadrangolare, presenta l'interno aperto, come le torri pisane di Cagliari, e probabilmente fu ricostruita e modificata nel Trecento. La torre ovest, anch'essa in buono stato di conservazione, ha la pianta ottagonale, e fu costruita nel Trecento dagli aragonesi. All'interno delle mura del castello si trova la chiesa di Nostra Signora di Regnos Altos, edificata durante il dominio aragonese, al cui interno si può vedere una pregevole serie di affreschi della stessa epoca.
Presso la foce del fiume Temo si può trovare la chiesa di Santa Maria del Mare, costruita nel XI secolo, sui resti di un tempio romano. La chiesa all'interno è ad unica navata, con cappelle laterali.
A circa due chilometri da Bosa si trova la frazione di Bosa Marina, la spiaggia è dominata da un grande e tozzo edificio a base circolare, la Torre dell'Isola Rossa, edificata nel Seicento dagli spagnoli, per difendere la costa dalle incursioni dei pirati.