วัดมหาธาตุ
เป็นวัดที่มีความสำคัญประกอบด้วยเจดีย์ประธาน วิหาร มณฑป โบสถ์ และเจดีย์รายจำนวนมาก ถึง ๒๐๐ องค์
เจดีย์ประธานของวัด ซึ่งตั้งเด่นสง่างามมีลักษณะเป็นเจดีย์ทรงดอกบัวตูมถือว่าเป็นสถาปัตยกรรมที่แสดงถึงเอกลักษณ์ของศิลปะสุโขทัยโดยแท้ แต่คงมิได้เป็นรูปแบบแรกเริ่มเมื่อมีการสร้างวัดมหาธาตุขึ้น ของเดิมน่าจะมีลักษณะเช่นเดียวกับเจดีย์ทิศที่ตั้งอยู่ตรงกลางของด้านทั้งสี่บนฐานเดียวกัน
รายรอบเจดีย์ประธานเป็นเจดีย์ทิศ จำนวน ๘ องค์ องค์ที่อยู่ตรงมุมทั้งสี่เป็นเจดีย์ที่มีอิทธิพลของศิลปะหริภุญไชยล้านนา ส่วนเจดีย์ที่อยู่กึ่งกลางของด้านทั้งสี่เป็นเจดีย์ทรงปราสาทแบบสุโขทัยซึ่งมีลวดลายปูนปั้นแบบอิทธิพลศิลปะลังกา รอบ ๆ เจดีย์ประธานมีปูนปั้นรูปพระสาวกในท่าอัญชุลีเดินประทักษิณโดยรอบพระมหาธาตุ
ในศิลาจารึกหลักที่ ๑ ได้บรรยายว่า...กลางเมืองสุโขทัยนี้มีพิหาร มีพระพุทธรูปทอง มีพระอัฎฐารศ มีพระพุทธอันใหญ่ มีพระพุทธอันราม... พระพุทธรูปทองเข้าใจโดยทั่วไปว่าหมายถึงหลวงพ่อโตของชาวเมืองเก่า เมื่อต้นรัตนโกสินทร์ ที่ประดิษฐานอยู่ที่วิหารหลวงในวัดมหาธาตุ ต่อมาพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกโปรดเกล้าฯ ให้อัญเชิญโดยล่องแพไปไว้ที่ วิหารหลวงวัดสุทัศน์เทพวราราม กรุงเทพมหานคร ต่อมาพระบาทสมเด็จพระพุทธเลิศหล้านภาลัยได้พระราชทานนามว่า พระศรีศากยมุนี พระพุทธรูปนี้น่าจะเป็นพระพุทธรูปสำริดที่พระมหาธรรมราชาลิไททรงโปรดให้หล่อขึ้นเมื่อ พ.ศ. ๑๙๐๕ เป็นพระพุทธรูปปางมารวิชัย อันเป็นแบบที่นิยมมากในสมัยสุโขทัย ที่วิหารหลวงในวัดมหาธาตุสุโขทัยจึงยังปรากฏแท่นฐานขนาดใหญ่ของพระพุทธรูปองค์นี้เหลือให้เห็น
ส่วนพระอัฎฐารศ ที่กล่าวถึงในจารึกหมายถึงพระพุทธรูปยืน ที่มีขนาดใหญ่สูงราว ๑๘ ศอก ประดิษฐานภายในมณฑปที่ขนาบอยู่สองข้างของเจดีย์ประธาน
ถัดจากวิหารหลวงไปทางตะวันออกเป็นวิหารสูง ที่เรียกชื่อเช่นนี้ เนื่องจากวิหารหลังนี้มีฐานก่ออิฐเป็นลักษณะฐานบัว มีความสูงประมาณ ๑.๕ เมตร เป็นรูปแบบสถาปัตยกรรมสมัยอยุธยา ซึ่งสร้างขึ้นในภายหลัง ทำให้พื้นที่ว่างระหว่างหน้าวิหารสูงกับกำแพงแก้วด้านหน้าเหลือเพียงพื้นที่แคบ ๆ ไม่ได้สัดส่วนกับความสูงของตัวอาคาร
นอกจากนี้ภายในวัดมหาธาตุยังมีกลุ่มเจดีย์ จัดแยกออกเป็นกลุ่มหนึ่งอยู่ทางทิศใต้ของเจดีย์ประธาน มีศูนย์กลางอยู่ที่เจดีย์ ๕ ยอด ซึ่งมีขนาดใหญ่เป็นที่ ๒ รองจากเจดีย์ประธาน ได้พบหลักฐานที่เป็นจารึกลานทองมีข้อความระบุเป็นที่น่าเชื่อว่าเจดีย์ ๕ ยอดองค์นี้เป็นเจดีย์บรรจุอัฐิของพระมหาธรรมราชาลิไท