Katedra miała pierwotnie we wnętrzu bogatą, gotycką snycerkę, którą w latach 30. XX w. usunięto, uważając ją za zbyt mroczną; wykonano nową, jaśniejszą dekorację w duchu modernizmu według planów architekta Knuta Nordenskjölda. Malowidła na ścianach i na sklepieniu zostały usunięte a wnętrze pomalowano na biało. Resztki dawnej dekoracji pozostały tylko przy wejściu do świątyni.
W latach 80. dokonano kolejnej renowacji pod nadzorem architekta Bertila Franklina. Dano wówczas nieco cieplejsze barwy, m.in. balustradę na emporze pomalowano na czerwono i żółto.
W 2004 zakończyła się ostatnia jak dotąd renowacja świątyni; przywrócono wówczas południową emporę z pomieszczeniem poniżej niej, zbudowano tzw. izbę narzeczonych a w nawie środkowej zawieszono duży, ozdobny żyrandol.
Architektura i wyposażenie Katedra w Luleå jest zbudowana na planie krzyża łacińskiego w formie bazyliki z transeptem. Ma 54 m długości i 35 m szerokości. Jej wieża wznosi się na wysokość 67 m.
Witraże w oknach absydy przedstawiające apostołów pochodzą z 1893. Z tego samego roku pochodzi też ołtarz główny, namalowany przez G. Lindberga.