Кафедральный собор – древнейший христианский храм Армении и один из первых во всём христианском мире. Первый камень в фундамент этого храма, по преданию, был заложен в 301 году Григорием Лусаворичем (Просветителем) – первым католикосом Армянской церкви, в царствовании Трдата III (287 – 330 гг.)
       Первоначально построенный в форме базилики, собор уже в 483 году был перестроен, ему была предана крестообразная форма, увенчанная куполом. Деревянный купол здания, просуществовав до VII века, был заменен на каменный. Эта композиция центральной части собора сохранилась почти без изменений до нашего времени. В XVIII веке над северной, восточной и южной апсидами возвели шестиколонные ротонды, что придало собору пяти купольное венчание.
       Роспись интерьера собора выполнена к 1721 году армянским художником Нагашем Овнатаном, её восстанавливал и дополнял в 1782 – 1786 годах его внук – Овнатан Овнатанян. Тематика этой интересной росписи – разнообразный растительный орнамент, выполненный в оранжево – красных и сине-лиловых тонах. Часть освещённых картин в соборе также принадлежит кисти этого художника.
       Достаточно редкой особенностью собора является то, что в нём помещены, помимо главного алтаря в восточной апсиде, ещё три алтаря. Два из них находятся в южной и северной апсидах. Последний же расположился в центре собора и является не столько алтарём, сколько святым местом. По преданию, именно на это место сошёл Христос в своём явлении Григору Лусаворичу и повелел последнему возвести здесь храм.
       Для хранения реликвий и даров, поступающих армянской церкви, в 1869 году с восточной стороны к собору были пристроены три помещения, в которых сейчас находится музей монастыря. В музее хранятся святые реликвии церкви; церковные аксессуары, имеющие историческую и художественную ценность – одеяния, вышитые золотом и жемчугом, кресты и посохи католикосов; многочисленные ритуальные предметы, выполненные из золота, серебра и слоновой кости, украшенные филигранью и драгоценными камнями. Имеются редкие античные монеты и древние рукописи. Интересны кресла католикосов XVII века, декорированные перламутром и слоновой костью, литыми из серебра головами и лапами львов.
       На территории монастырского двора особого внимания заслуживают хачкары – один, 1279 года, «Аменапркич», другой с кладбища старой Джуги, XVII века, покрытые сложной арнаментикой, изображениями животных и птиц. Здесь же современный памятник-хачкар армянам – жертвам геноцида 1914-1916 гг.