Byggverket er i tegl og er utformet som en beskjeden langkirke, utført i en enkel tysk-romansk stil. Domkirkens eksteriør er sparsomt ornamentert med unntak av inngangsportalen, som er svært forseggjort.
Interiørmessig har domkirken en altertavle som forestiller en oppstanden nordisk Kristus, utført av maleren Henrik Sørensen i 1954.[1] Bildet han har malt, viser for øvrig Kristus uten tornekrone eller tydelig glorie, hvilket må anses som uvanlig.
Rundt 1920-tallet kom det flere interiørmessige endringer for å gi kirkerommet et rikere og vakrere preg. Dette arbeidet ble utvidet på initiativ fra biskop Kristian Schjelderup i årene 1952–1954, da det skjedde en rekke omfattende endringer som fjerning av kirkeinventar og total forandring av kirkerommet. Denne prosessen ble startet av biskop Schjelderup, som ønsket å omskape det gamle kirkerommet til å ligne en katedral, med større verdighet og pakt med sin tid.
Bare døpefonten og to alterlysestaker i sølv er det eneste som er igjen av det opprinnelige interiøret før 1952. Kirkerommet er i dag preget av Schjelderups teologiske oppfatninger og kan betraktes som en helhetlig tolkning av hans kristendomsforkynnelse. Den 9. mai1954 sto domkirken ferdig restaurert etter planer utarbeidet av arkitekten Arnstein Arneberg. Arnebergs mest markante forandring var det løftede midtpartiet i kirkerommet, som var inspirert av basilikaformen.
Takmaleriene er malt av Arve Hagen og skal forestille evangelistene, Den hellige ånd og en musiserende engel som hovedmotiv. På veggen over korbuen har han også malt den korsfestede Kristus. Alterringen er skåret ut i tre av Anthon Røvik og prydet med drueranker og den såkalte «bispeporten» som bærer relieffer med lammet og hjorten. Prekestolen er også skåret ut av Røvik etter tegning av arkitekt Arneberg. Figuren i den ene fyllingen forestiller den hellige Frans av Assisi[3]. Englefiguren på himlingen over prekestolen er skåret av Ragnhild Butenschøn. Det tidligere altermaleriet fra 1866, som forestiller Jesus i Getsemane, og som er utført av Christen Brun, er hengt opp under orgelgalleriet i påvente av restaurering.[4]
I 1970-årene ble dekorasjoner på veggene i koret overmalt, noe konservatorer avdekket og restaurerte i 2006, finansiert gjennom en privat gave.
Annet
Domkirken er sammen med Storhamar kirke en menighetskirke for Hamar menighet med rundt 15 000 medlemmer. Kirken benyttes ofte til konserter, bryllup og enkelte begravelser.
Kirsten Flagstad holdt sin siste offisielle konsert i domkirken og sin fødeby Hamar den 21. oktober1958. Hennes barndomshjem ligger for øvrig bare noen få meter fra domkirkens hovedinngang.
På domkirkens vestside står bronsebyster av biskop Kristian Schjelderup og domorganist Ragnar Røgeberg på granittsokler. De ble avduket i henholdsvis 1964 ved Hamar bispedømmes 100-årsjubileum og i 1996 på Ragnar Røgebergs 80-årsdag.
^Ifølge boken «Hamar domkirke 125 år» er figuren av Frans formgitt av Ragnhild Butenschøn, idet det henvises til Henrik Sørensens notater fra et besøk der Butenschøn viser frem et utkast.
