Η Μονή Οσίου Λουκά βρίσκεται στη δυτική πλαγιά του Όρους Ελικών, κάτω από την ακρόπολη του αρχαίου Στείριου. Περικλείεται από περίβολο και περιλαμβάνει διώροφα και τριώροφα συγκροτήματα κελλιών, ένα κωδωνοστάσιο στη ΝΔ γωνία, την Τράπεζα στη νότια πλευρά και δύο ενωμένους ναού, στο κέντρο του χώρου.
Ο μικρότερος ναός οικοδομήθηκε τον 10ο αιώνα και αφιερώθηκε στη Θεοτόκο. Είναι το πρωιμότερο γνωστό μνημείο του σύνθετου, τετρακιόνιου, σταυροειδούς εγγεγραμμένου τύπου και διαθέτει έναν ευρύχωρο δικιόνιο νάρθηκα στη δυτική πλευρά και δυτικά αυτού ένα προστώο, που ουσιαστικά εξυπηρετούσε τη σύνδεση των δύο ναών. Οι τοίχοι είναι κτισμένοι με το πλινθοπερίκλειστο σύστημα, και διακοσμούνται με πλούσια κουφικά κοσμήματα. Το διακονικό και η τοξωτή στοά μεταξύ του διακονικού και του άμβωνα ήταν διακοσμημένα με υπέροχες τοιχογραφίες, που είναι λίγο μεταγενέστερες από την κατασκευή του ναού (11ος-12ος αιώνας). Ωστόσο, αποκαλύφθηκαν και ίχνη πρωιμότερων τοιχογραφιών, όπως η περίφημη απεικόνιση του Ιησού του Ναυί, που βρέθηκε το 1965 και χρονολογείται στον 10ο αιώνα. Η τοιχογραφία κοσμούσε την πρόσοψη του ναού αλλά αργότερα, με την οικοδόμηση του καθολικού, καλύφθηκε με μαρμάρινες πλάκες, όταν ο τοίχος βρέθηκε στο εσωτερικό του ναού. Ο ναός της Θεοτόκου διακρίνεται για τον πλούσιο γλυπτό διάκοσμο του τέμπλου, των κιονοκράνων, ακόμη και του τυμπάνου του τρούλλου.
Το καθολικό είναι το πρωιμότερο γνωστό δείγμα του οκταγωνικού σταυροειδούς εγγεγραμμένου τύπου, και κτίσθηκε στο πρώτο μισό του 11ου αιώνα. Εχει ψηλό, μεγάλο τρούλλο, διαμέτρου 9 μέτρων.Το κεντρικό διαμέρισμα που καλύπτεται με τον τρούλλο, περιβάλλεται από διώροφους χώρους που έχουν διαμορφωθεί σε παρεκκλήσια που στεγάζονται με σταυροθόλια. Ένας διώροφος νάρθηκας προστέθηκε στη δυτική πλευρά.
Ο ναός είναι κτισμένος από μεγάλους, αρχαίους λίθους και οι εξωτερικοί τοίχοι είναι απλοί, χωρίς κεραμοπλαστικό διάκοσμο. Το κατώτερο μέρος των τοίχων εσωτερικά διακοσμείται με ορθομαρμάρωση, ενώ το ανώτερο μέρος και ο όροφος, διακοσμούνται με υπέροχα μωσαϊκά, που εκπροσωπούν τον αυστηρό και αφηρημένο ρυθμό της Μεσοβυζαντινής τέχνης. Χρονολογούνται στο πρώτο μισό του 11ου αιώνα, αλλά o Παντοκράτωρ και οι Αρχάγγελοι του τρούλλου είναι λίγο μεταγενέστερα. Ο μωσαϊκός διάκοσμος συμπληρωνόταν από σύγχρονες τοιχογραφίες στα παρεκκλήσια της δυτικής πλευράς. Το μαρμάρινο τέμπλο περιείχε εικόνες ζωγραφισμένες από το Μιχαήλ Δαμασκηνό, που χρονολογούνται στον 16ο αιώνα.
Το καθολικό είναι οικοδομημένο επάνω από μία μεγάλη κρύπτη, σε σχήμα εγγεγραμμένου ναού, με θόλους στην οροφή. Είναι αφιερωμένη στην Αγία Βαρβάρα και περιέχει τρεις τάφους, από τους οποίους ο βόρειος είναι ο τάφος του
Οσίου Λουκά. Η οροφή και μεγάλο τμήμα των τοίχων κοσμούνται με τοιχογραφίες του πρώτου μισού του 11ου αιώνα.
Η Μονή ιδρύθηκε από το μοναχό Λουκά Στειριώτη, που έζησε στην περιοχή από το 945 μ.Χ. μέχρι το θάνατό του το 953 μ.Χ. Ανακηρύχθηκε σε ΄Οσιο της Ορθόδοξης Εκκλησίας και τα λείψανά του φυλάσσονταν στο ναό της Θεοτόκου, που
είχε οικοδομηθεί ενώ ζούσε, αλλά αργότερα, όταν κτίσθηκε το καθολικό, μεταφέρθηκαν στην κρύπτη κάτω από το ναό.
Η φθορά του χρόνου, κυρίως όμως καταστροφικά γεγονότα, έπληξαν σημαντικά κατά καιρούς τη Μονή. Το 1593 καταστράφηκε από σεισμό το καθολικό και κατέρρευσε ο τρούλλος του. Ένας δεύτερος σεισμός το 1790 κατέστρεψε το ναό της Θεοτόκου, ενώ το 1943, κατά τη διάρκεια βομβαρδισμού, η μονή υπέστη σοβαρές ζημιές. Οι εργασίες αποκατάστασης του μνημείου ξεκίνησαν ήδη από το 1848, οπότε στερεώθηκε ο ναός της Θεοτόκου. Συστηματική όμως και ολοκληρωμένη παρέμβαση
πραγματοποιήθηκε κατά τις δύο πρώτες μεταπολεμικές δεκαετίες από την Υπηρεσία Αναστηλώσεων του Υπουργείου Πολιτισμού. Στα πλαίσια αυτά αποκαταστάθηκε πλήρως το Καθολικό και παράλληλα καθαρίστηκαν και συντηρήθηκαν τα μωσαϊκά και οι τοιχογραφίες του. Σήμερα το Καθολικό της μονής λειτουργεί και ως μουσείο.