Půdorys stavby kopíruje vzory z jižního Německa, portál se podobá portálu z vídeňského dómu, jeho výzdoba ale připomíná normanský vliv. Osmidílná klenba navazuje na stavební postupy z jižní Francie, střední okno v hlavní apsidě se podobá rozetě v Chartres u Paříže a postranní okna čerpají vzory z pozdní gotiky. Vedle chrámových lodí se nachází opatská kaple s původními gotickými malbami. Jedná se o druhé nejstarší fresky na Moravě. Malby a ornamenty kompletně pokrývají vnitřní prostor kaple.
K nejcennějším částem baziliky patří krypta s původní, více než 700 let starou výdřevou stropu. Byla postavena jako pohřebiště mnichům a zakladatelům kláštera. Strop podepírá 50 sloupů a polosloupů, jejichž hlavice zdobí rostlinné ornamenty, zvířata a fantastické obličeje. Z krypty vede tajná chodba, která má být vyvedena v nedaleké obci Sokolí.
Z krypty také vede tajná chodba, která má být vyvedena v nedaleké obci Sokolí. Mnozí v Třebíči věří, že je v ní zakopán poklad, který tu měli mniši před husity ukrýt v 15. století. Nejcennější částí pokladu je zlatý Kristus v životní velikosti. Krypta se proslavila i ve filmech. Natáčela se zde např. i Markéta Lazarová. Současnou podobu interiéru baziliky vytvořil Kamil Hilbert v letech 1924-1935.
V bazilice se konají prohlídky s průvocem, lze ji však navštívit i samostatně. Časy prohlídek ve všední dny: 9:00, 10:00, 11:00 a dále ve 13:00, 14:00, 15:00, 16:00 (kromě pátku - poslední prohlídka se koná ve 15:00). Časy prohlídek v sobotu a v neděli: ve 13:00, 14:00, 15:00, 16:00 (v měsících červen - září v 17:00).