L'empreinte religieuse est partout présente avec les églises aux clochers "à l'impériale", le cloître de l'abbaye de Montbenoît, lieu de sérénité dans la petite République du Saugeais, ou encore avec la rigueur de l'architecture luthérienne dans le Pays de Montbéliard. La cathédrale Saint-Jean à Besançon, l'église du Sacré Coeur à Audincourt, l'église Sainte-Bénigne à Pontarlier, celles du Bizot ou des Bréseux..., sont des hauts lieux de l'art sacré du Doubs.

Deux architectes de génie marquent profondément l'histoire du département. L'un militaire, Vauban, transforme Besançon en une place forte dotée de remparts, de quais et d'une citadelle parfaitement préservée. L'autre, Claude Nicolas Ledoux, architecte utopiste, imagine la cité idéale et construit au 18ème siècle la Saline Royale d'Arc-et-Senans, classée au patrimoine mondial de l'Unesco. Plus traditionnelles, les maisons comtoises au Musée de Plein Air de Nancray, la Taillanderie à Nans-sous-Sainte-Anne, sont plusieurs des témoignages de la vie rurale et industrielle. Terre de culture, le Doubs abrite de nombreux musées dont le plus ancien de France, le Musée des Beaux-Arts à Besançon, le tout récent Musée du Temps ; ville du peintre Courbet, Ornans lui dédie un musée dans sa maison natale.