Cattedrale
Si erge imponente in piazza Santa Maria la Cattedrale, dedicata a Santa Maria Assunta. La chiesa fu costruita nel XVII secolo sulle rovine di un tempio precedente del XI secolo. Dopo aver percorso un'ampia gradinata, al di sopra della quale si staglia la facciata in pietra locale riecheggiante lo stile del Valadier, si accede nel'accogliente tempio dalla pianta a croce greca. Si impone immediatamente alla vista l'altare maggiore con l'olio su tela di Ignazio Trinelli raffigurante la Vergine Assunta sostenuta dagli angeli mentre in basso gli apostoli stanno a guardare. Altre due grandi tele a olio poste ai lati del coro, incastonete in un trionfo di stucchi dorati, rappresentano la Nascita della Madonna e la Presentazione di Maria bambina al tempio. Furono dipinte entrambe nella seconda metà del XVII secolo da Alessandro Carchenne. La finta cupola centrale della cattedrale,dipinta a olio nela seconda metà del XVII secolo dal cappuccino Antonio Courtois, rappresenta l'incoronazione di Maria nella gloria degli angeli e dei santi. Non minore valore artistico hanno le cappelle laterali e la spaziosa sacrestia. Vi si possono ammirare, infatti, i lavori dei fratelli Courtois, di Giovanni Battista Gaulli, Pietro Berrettini, Francesco Cozza, Lazzaro Baldi. suggestive vetrate artistiche completano la solenne scenografiadella Cattedrale. I busti di San Bruno, vescovo di Segni, e di San Vitaliano, papa segnino, entrambi patroni della città, sono conservati ed esposti alla venerazione in questo tempio. A lato della chiesa si innalza per 24 metri il campanile risalente all'XI secolo.
San Pietro
La chiesa di San Pietro sorge sulle rovine dell'antico tempio pagano dell'acropoli.L'ampio sagrato coperto da selci bianchi offre alla vista la facciata in tufo. Il campanile movimentato su tre lati da una bifora e sul rimanente da una monofora, e l'adiacente giardino pensile. Nell'aula interna sono conservati tre preziosi e delicati affreschi. Il più antico risale all'XII secolo e rappresenta la Madonna col Bambino. Gli altri due rappresentano San Sebastiano e la Vergine in trono, con il Bambino dulle ginocchia, tra i santi Lorenzo, Stefano e, presumibilmente, Vitaliano. La tela a pala d'altare fu realizzata dal Tadolini nel 1907. Del '500 è invece la tela a sinistra del presbiterio che raffigura il conferimento del primato a Pietro.
Il Seminario
Da piazza San Pietro si può ammirare la facciata del Seminario, edificato nel XII secolo ad opera di papa Eugenio III come palazzo apostolico in virtù della sua apprezzabile posizione panoramica. Vi soggiornarono, infatti, seppur per brevi periodi, papi importanti per la storia della Chiesa. Un'ala più recente del seminario è attualmente occupata dall'Archivio storico Innocenzo III che raccoglie e mette a disposizione degli studiosi e degli appassionati di storia locale le carte della Cancelleria vescovile di Segni, del Capitolo della Cattedrale, del Seminario e di alcune parrocchie della Diocesi.
Santo Stefano
La chiesa, che sorge sull'omonima piazza, è secondo la tradizione popolare il primo luogo di culto cristiano a Segni. La nuova religione, infatti penetrata a Segni tra la fine del I e l'inizio del secolo successivo, tramutò la sinagoga di una comunità ebraica, stanziata nella vicina contrada chiamata "Judea", in un tempio cristiano. Il campanile romanico che si eleva per quattro piani merita di essere ammirato.
Chiesa del Gesù
Sorse nel primo decennio del XVIII secolo a opera dei padri dottrinari che abitavano nell'attiguo convento che attualmente svolge le funzioni di palazzo municipale.La chiesa è costituita da un'unica aula rettangolare con sei cappelle laterali leggermente rialzate. L'altare centrale mostra una tela di autore settecentesco raffigurante Gesù con Maria. In questa chiesa è conservata una tela dell'Addolorata ritenuta miracolosa. L'immagine è opera di un abile pittore che copiò la "Vergine in contemplazione" di Guido Reni inserendo l'elemento della spada che trafigge la Vergine.
Meritano ancora di essere ammirati palazzo Cremona, palazzo Geoffroy, la loggetta medioevale, tutti lungo via Dante, palazzo Conti, l'ex palazzo della Comunità, attualmente sede del Museo Archeologico Comunale.