La cattedrale di Bosa sorge all’ingresso dell’abitato, lungo la riva del Temo e in prossimità di Ponte vecchio. La sua imponente mole e l’ampia facciata sovrastano la stretta strada su cui trova affaccio.
L’attuale edificio è edificato su una precedente chiesa del XII secolo intitolata a Santa Maria. Sul tempio si sono susseguiti interventi e rimaneggiamenti, come il restauro dell’inizio Ottocento seguito dall’architetto bosano Salvatore Are e dal sassarese Ramelli. Il Duomo è consacrato nel 1809, tuttavia il ciclo decorativo interno viene concluso solo alla fine del secolo.
La facciata si presenta con forme barocche, interamente intonacata salvo per gli elementi strutturali e decorativi in trachite rossa. Il prospetto, tripartito verticalmente da paraste e lesene, accoglie nello specchio centrale il portale; questo è sovrastato da cornice riccamente decorata con volute e nell’ordine superiore dalla vetrata con l’Immacolata.
L’interno si presenta con una grande navata unica, voltata a botte, sulla quale si aprono quattro cappelle per lato e il transetto, a sua volta diviso in 4 cappelle più piccole.
Nel presbiterio, concluso da un’abside semicircolare, si trova l’altare maggiore seicentesco, coronato dalle sculture dell’Immacolata e dei santi Emilio e Priamo, patroni di Bosa. Le decorazioni pittoriche parietali, realizzate tra il 1877 e il 1878, sono opera dell’artista parmense Emilio Scherer e raffigurano il Paradiso dantesco; nel catino absidale le pitture a tempera sono organizzate in due semicerchi concentrici: nel registro più basso è la città di Bosa con il castello turrito e il ponte sul Temo e i santi Emilio e Priamo; nel registro più alto un coro di figure angeliche che cantano e suonano ai lati dell’Immacolata.