El exterior del Templo Santos Niños, es sencillo y austero. Las paredes están cubiertas por esgrafiados de tipo segoviano. Destacan la portada de la fachada occidental, de estilo gótico florido, en cuyo medallón central se representa a san Ildefonso; y la alta torre, obra de Rodrigo Gil de Hontañón y Rodrigo Argüello, de estilo renacentista, con una altura de 62,05 metros. Remata esta torre un hermoso chapitel con pizarra de indudable estilo herreriano.
La catedral cuenta con un severo claustro del siglo XVII con arquerÃas entre pilastras. Los suelos aparecen cubiertos por alfombras renacentistas procedentes de conventos alcalaÃnos. En uno de los muros se conserva la sepultura del cardenal Cisneros. Desde el claustro se accede a la Sala Capitular y la antigua biblioteca, decorada por Angelo Nardi, ahora Museo Catedralicio.