La nave principal tiene unas medidas de 53 metros de largo por 10,50 de ancho y el crucero mide 28,80 metros de largo por 10,30 de ancho. Es pues una joya de la arquitectura flamíngera.

El crucero, delimitado por cuatro columnas, semejando ramas de palmera, forma un joyero para el sepulcro del Infante Don Juan.

En las ocho capillas podemos encontrar esculturas como El sepulcro de los Ávila, ayos del Príncipe Don Juan, o el grupo que representa Domingo de Guzmán y Francisco de Asís, atribuido a Luis Salvador Carmona (1709-1767). Destaca también la Capilla del Cristo de las Angustias o de la Agonía, donde se encuentra el confesionario de Santa Teresa, y donde ella tuvo una visión el 15 de agosto de 1561.

Pero el retablo mayor, realizado por Berruguete (1440-1504), es la obra más importante de la iglesia, con el sepulcro del Infante Don Juan. Representa escenas de la vida de Santo Tomás de Aquino y, en la predela, Evangelistas y Santos Padres.