קתדרלת סן-ונסן היא אחד המבנים הדתיים החשובים והמרשימים ביותר בשאלון-סור-סון. הקתדרלה, שבנייתה החלה במאה ה-11 והושלמה במאה ה-15, מציגה מעבר מעניין בין הסגנון הרומנסקי לגותי. החזית המערבית של הקתדרלה, עם שני המגדלים הגבוהים שלה, היא דוגמה מצוינת לאדריכלות הגותית. פנים הקתדרלה מרשים לא פחות, עם תקרות מקומרות גבוהות ועמודים מפוארים. הקתדרלה ידועה בזכות חלונות הוויטראז' המרהיבים שלה, חלקם מהמאה ה-13, המתארים סצנות מהתנ"ך ומחיי הקדושים. אחד המוקדים המעניינים הוא הקריפטה העתיקה, שבה ניתן לראות שרידים של הכנסייה המקורית מהמאה ה-6. הקתדרלה שיחקה תפקיד חשוב בהיסטוריה של העיר והייתה עדה לאירועים היסטוריים רבים, כולל הכתרת מלכים ואירועים דתיים חשובים. במהלך המהפכה הצרפתית, הקתדרלה ניזוקה אך שוקמה בהמשך. כיום, היא ממשיכה לשמש כמרכז רוחני חשוב לקהילה הקתולית של שאלון-סור-סון ומושכת מבקרים רבים המעריכים את יופייה האדריכלי והאמנותי. הקתדרלה מהווה עדות מרשימה להתפתחות האדריכלות הדתית בימי הביניים ומספקת תובנות חשובות על ההיסטוריה הדתית והתרבותית של העיר.