Installée au sein de la cathédrale Saint-Jean, l’horloge astronomique fut construite par Auguste Lucien Vérité de 1858 à 1860. Elle est dotée d’un mécanisme précis et complexe de plus de 30 000 pièces et 11 mouvements. Ses 57 cadrans fournissent de nombreuses indications : calendriers, mouvement des planètes, éclipses, heures de la pleine mer dans différents ports, solstice… L’horloge astronomique classée monument historique depuis 1991, garantit également le fonctionnement des cadrans horaires extérieurs et intérieur de la cathédrale Saint-Jean.
La cathédrale de Besançon possède deux chœurs. Une réforme de Charlemagne imposa au clergé de célébrer l'office face à l'est tout en restant face aux fidèles. La cathédrale Saint-Jean est très riche en œuvres d'art, notamment de toiles d'époque Louis XV.
Lors de la construction de la citadelle par Vauban, son ancienne rivale, Saint-Étienne, fut détruite. Certains des trésors qu'elle renfermait rejoignirent Saint-Jean. À voir aussi la magnifique Piéta de Conrad Meyt, datée de 1532.