El patrimonio histórico artístico de Palma del Río se compone por:

• Ermita de Nuestra Señora de Belén: Se construyó en un monte junto al río Guadalquivir, dentro de una finca llamada "Fuente de los Condes". Desde entonces, a éste lugar se le llamó Belén, alrededor del año 1600, siendo por éstas fechas cuando se trasladó la imagen de Nuestra Señora de Belén desde el actual Convento de San Francisco. La ermita se rodea de un recinto con jardines dispuestos en terrazas a varios niveles. En una de ellas, las vistas de la ciudad y el río adquieren una gran belleza, y la imagen de la Virgen de Belén se alza sobre una gran columna.

• Palacio de los Portocarrero: Se trata de un palacio del siglo XVI, en el cual se distinguen claramente las distintas etapas y superposiones que ha sufrido éste edificio hasta llegar a nuestros días. Hoy lo encontramos como un conjunto único, que se articula entorno a dos grandes patios muy diferentes entre sí. Situado sobre la torre de la puerta Este de la muralla podemos apreciar un interesante balcón de estilo plateresco, con balaustrada de hierro cincelado, coronado por el escudo de armas de los Portocarrero.

• Parroquia de la Asunción: Es un templo barroco contruido a lo largo del siglo XVIII, que luce al exterior un curiosa portada de rojizo ladrillo sobre la que se eleva la torre, a la que proporciona un vistoso aire ecijano la conjugación de ladrillo y azulejos que ostentan sus cuerpos de campanas. Interiormente es un templo con planta de cruz latina cuya grandiosa nave está jalonada por capillas laterales con tribunas de vistosas repisas rococó montadas sobre sus arcos de acceso; alternando con ellos se suceden pilastras gigantes con capitales de yeserías rococó, como los modillones que decoran el entablamento superior. Este insigne monumento está declarado Bien de Interés Cultural.

• Recinto Amurallado: El recinto amurallado, de época almohade, es uno de los más completos que se conservan en Andalucía. Declarado Bien de Interés Cultural, en él se aprecian los restos de la alcazaba o castillo, de planta cuadrangular, en el lugar hoy denominado Mesa de San Pedro. Estos restos constituyen parte de los antiguos torreones, adosados a la muralla como contrafuertes. Los torreones de la muralla son macizos hasta la altura del adarve, por donde se accede a un espacio interior cubierto por una cúpula de ladrillo.

• Capilla de las Angustias: Esta torre ochavada suponía el acceso norte al recinto amurallado. Conserva aún los matacanes de defensa sobre su puerta exterior. En el siglo XVIII, el espacio interior fue transformado en capilla dedicada a la Virgen de las Angustias.

• Hospital de San Sebastián: Fundado en 1508 por el Pontífice Julio II, posee un bello claustro junto a la iglesia con dos cuerpos de arquerías de medio punto, labradas en ladrillos con arcos rebajados en la galería alta de la crujía norte, que es la más antigua del recinto. El artesonado que recorre el claustro es original del Quinientos con casetones octogonales. La iglesia es de típica estructura mudéjar, de nave única y cabecera cuadrada, a un lateral de la cual, se accede a la Capilla de Jesús Nazareno, donde destacan elementos como el zócalo de azulejos y la reja de hierro forjado de 1672, así como los retablos y orfebrería.

• Convento de Santo Domingo: En pleno centro, en las proximidades del Hospital San Sebastián, se halla el Convento de Santo Domingo, hoy día colegio de la Inmaculada. Se remonta igualmente al siglo XVI, aunque algunos de sus elementos arquitectónicos son posteriores. La capilla mayor de la iglesia está cubierta por un artesonado de base ochavada; en su centro aún se observan labores de lazo típicamente mudéjares. La Capilla del Rosario construida en torno a 1760 a los pies del templo, posee un camarín rococó de los más interesantes de la provincia de Córdoba, el cual se cree pudo ser obra de Cayetano de Costa, artista portugués de renombre de la época.

• Parroquia y Convento de San Francisco: Su origen se remonta a 1492, como hospital u hospedería, llevándose a cabo en 1518, bajo el patrocinio del primer Conde de Palma, la fundación del convento franciscano. En esta época se construyó una primera iglesia, aunque la que tenemos hoy día podemos observar obra de los siglos XVII y XVIII. No obstante se conservan aún construcciones de la primera mitad del siglo XVI, como la Capilla de la Ánimas, que se halla a los pies del templo. Se conserva también el antiguo edificio del convento, del que estacan varios patios del siglo XVII y el claustro principal con arcos de medio punto en el primer cuerpo y ventanas rectas en el segundo, acompañados de pilastras.

• Casa de la Cultura: Se trata de una casa solariega del siglo XIX, hoy convertida en Casa de la Cultura. En ella, articuladas en torno a un patio central en el que se observan dos filas de arquerías superpuestas, se encuentran las dependencias del Archivo Histórico Municipal, la Biblioteca y el Centro de Adultos.

• Museo Municipal: Las caballerizas del palacio de los Portocarrero estuvieron instaladas en un sobrio y equilibrado edificio, con pequeñas ventanas que taladran gruesos muros y vigas de madera oscurecidas por el paso del tiempo. El azar y la historia han querido que sea este espacio uno de los lugares donde se estudia y difunde la cultura de una tierra en permanente contacto con el hombre desde hace miles de años. Actualmente, el museo cuenta con salas de arqueología, arte, etnografía y tauromaquia.

• Convento de Santa Clara: Se fundó en 1509, posteriormente a la creación del Condado de Palma. A partir de esa fecha se formó un grandioso conjunto conventual, quedando la iglesia a un costado del mismo. Es una típica fábrica mudéjar de nave única y cabecera octogonal cubierta con cópula sobre trompas. Desde el coro bajo de los pies se accede al claustro, un magnífico patio entre mudéjar y renacentista que resulta excepcional dentro de los pueblos de Córdoba. El conjunto formado por la iglesia y el claustro está declarado Bien de Interés Cultural.

• Puente de Hierro sobre el río Guadalquivir: Proyectado por los hermanos Darget, es un ejemplo de fuerza y sobriedad de la denominada arquitectura del hierro. Se construye como consecuencia de la creación de la línea ferrea que une Córdoba y Sevilla a finales del siglo XIX sobre un primitivo puente de madera. Está declarado Bien de Interés Cultural.

• Teatro Coliseo: Cultura y arquitectura se unen parea crear este templo que cobra vida con las artes escénicas. Con un atractivo programa que recoge actividades periódicas de música, teatro, cine..., así como la posibilidad de ofrecer una infraestructura congresual de calidad, este insigne edificio ha sido desde la época moderna un recurso muy valorado por los palmeños y palmeñas a la hora de disfrutar del tiempo de ocio.