Il centro storico di Massa Martana è tuttora racchiuso dalle mura castellane, scandite da possenti bastioni, e presenta, accanto a pittoreschi scorci medioevali, una prevalente architettura dei secoli XVI e XVII; secoli di floridezza per il castello che vantava anche un ospedale ed un’accademia letteraria.
Interessante è la porta d’accesso, ben conservata, sulla cui parete destra sono murate delle pietre scolpite; in basso l’iscrizione romana che ricorda il restauro della via Flaminia fatto eseguire dall’Imperatore Adriano; sopra, lo stemma della famiglia Fonzi; più in alto, lo stemma di Massa Martana, un fiore a cinque petali e la mezzaluna.
Sulla piazza principale si trova la chiesa di San Felice.
Di fronte alla chiesa, sulla facciata di un palazzo, oltre al monumento ai caduti, vi sono due lapidi in onore di Anita e Giuseppe Garibaldi. Ricordano la sosta che l’Eroe dei due mondi e la sua compagna fecero a Massa Martana nel 1849, durante la fuga da Roma a Ravenna dopo la sfortunata avventura della Repubblica Romana.
Lungo il corso principale si trova la chiesa di San Sebastiano.
Appena fuori dalla chiesa si erge il palazzo comunale costruito nella seconda meta del '500 sopra la fabbrica dell’antico ospedale di Sant'Antonio, del quale si hanno notizie fin dal XIV secolo. L’aspetto attuale, con l’alta e caratteristica torre campanaria , si deve ai restauri della fine del 1800.
Poco fuori del centro storico, sulla facciata della scuola media Augusto Ciuffelli, di notevole interesse un bassorilievo bronzeo dello scultore contemporaneo Egidio Giaroli, raffigurante i simboli della storia e della cultura del popolo di Massa Martana.
Alla periferia della città si trovano due interessanti chiese: quella di Santa Maria della Pace e quella di Santa Maria delle Grazie.