Budynek bogaty w historię i duchowość, trumna sztuki sakralnej, bazylika Sant'Ambrogio, z katedrą stanowi centralne miejsce życia religijnego w Mediolanie.
Bazylika jest otoczona pobożnością ludu i zawsze była celem pielgrzymów i gości.
Wspaniały portyk, klasztor, który poprzedza wejście do samego kościoła, składa się z kolumn z rzeźbionymi stolicami. Stanowi wprowadzenie do intensywnie medytacyjnej atmosfery Bazyliki.
Fasada ma typowy romańsko-romański fronton trójkątny i składa się z dwóch rzędów, z których dolny ciągły z portykiem. Bazylika ma dwie dzwonnice: najstarsza to ta po prawej, znana jako „Torre dei Monaci” (wieża mnichów) lub „stara wieża”, pochodząca z IX wieku; wieża po lewej stronie nazywa się Torre dei Canonici (wieża kapłańska), a jest ona w stylu lombardzkim z 1128 roku.
Kościół jest poświęcony Ambrose'owi, biskupowi Mediolanu. Jest wspaniałym przykładem architektury romańskiej Lombardii. Po raz pierwszy zbudowany od 379 do 386 był wówczas typową strukturą paleochristian. W tym czasie Ambrose nazwał go „Bazyliką Martyrum”. Budynek został radykalnie zmodyfikowany w średniowieczu, a dziś składa się z trzech naw. Sufit ma sklepienie żebrowane, z kolumnami, które przenoszą ciężar dachu na fundamenty.
Nawy boczne przedstawiają wiele sztuki i historii, z kaplicami zawierającymi obszerną dekorację, zarówno na sklepieniach, jak i na ścianach.
Ale zwiedzający są nieuchronnie przyciągani do centralnego punktu bazyliki, Ciborium, dekoracyjnego baldachimu z bizantyjskimi sztukateriami Lombard, wspartymi czterema starożytnymi rzymskimi kolumnami. Baldachim podkreśla „Złoty ołtarz”, będący arcydziełem złotnictwa karolińskiego.
Ten niezwykły ołtarz został wykonany przez Volvinio i został podarowany kościołowi w 830 r. przez arcybiskupa Angilberto II. Ołtarz ma kształt sarkofagu. Z przodu przedstawia epizody z życia Chrystusa, a po bokach życie św. Ambrożego. Był to w rzeczywistości okładzina z porfirowego sarkofagu zawierającego ciała świętych Ambrose, Gervasio i Protasio.
Ambroży był rzymskim prefektem dla północnych Włoch i otrzymał zadanie stłumienia niepokojów społecznych wokół wyboru nowego biskupa Mediolanu. To przy tej okazji ludzie, po wysłuchaniu jego słów, uznali go za nowego przedstawiciela Kościoła w Mediolanie. Początkowo Ambroży nie chciał przyjąć stanowiska, ale cesarz zachęcał go do pójścia dalej i został biskupem miasta.
Nie przegap wspaniałego Złotego Ołtarza Volvinio. Ponadto w siódmej kaplicy na końcu prawej nawy znajdują się rozległe freski, które prowadzą do kaplicy San Vittore w Ciel d'Oro.
W absydzie duża mozaika przedstawia smakołyk między świętymi Gervasio i Protasio.
W lewej części nawy znajduje się piękny późnoromański sarkofag, znany jako sarkofag Stilicone, obecnie część średniowiecznej ambony.
W krypcie znajduje się duży pojemnik z brązu i szkła kryształowego, zawierający szczątki świętych Ambrożego, Protasio i Gervasio.