Провозглашение христианства официальной религией в Римской империи положило начало строительству множества христианских храмов в тогдашней Мессемврии.
Известная как „Новата митрополия”, церковь Святого Стефана датирует периодом ХІ - ХІІІ вв. Роспись церкви выполнена в 1599 г.; на фресках изображены более 1000 фигур в 258 композиций. Храм представляет собой трехнефную базилику из каменных плит и кирпича. В нем сохранились расписной иконостас конца ХVІ в. и резной архиерейский трон и амвон конца ХVІІІ в. В настоящее время церковь превращена в музейный объект и не действует.
В близости находится и недостроенная церковь Святого Иоанна Неосвященного с ХІV в. Здание было поврежденно землетрясением в 1913 г., а сегодня - открыто для свободного доступа.
Один из наиболее сохранившихся храмов средневековья - церковь Христа Вседержителя (ХІІІ - ХІV вв), находится в центре Старого Несебыра. Храм имеет прямоугольную форму.
Другой храм - Святого Спаса - построен в 1609 г. на средства одного из зажиточных жителей Несебыра. Церковь была расписана в ХVІІ в., а в каменном полу долгое время находилась надгробная плита византийской принцессы по имени Матаиса Кантакузина Палеологина. Ныне плита экспонируется в городском музее археологии.
В Несебре туристы могут рассмотреть и развалины ранневизантийских терм, которые строились в VІ в. По основному назначению они использовались до конца VІІІ в., а затем были перестроены под жилье и служили для различных хозяйственных нужд. Рядом находится здание исключительно интересной архитектуры - церковь Святой Параскевы, строившийся на протяжении ХІІІ - ХІV вв.
Главная церковь Мессемврии „Старата митрополия” была посвящена Святой Софии подобно соборному храму византийской столицы - Константинополя. Базилика посторена в конце V и начале VІ века, она длиной 25,50 метра. Некогда была побелена и украшена стенописью изнутри, а весь пол – изложен мозаикой из разноцветных камешков.
Ряд преданий сообщает, что в Несебре имелось около сорока церквей. Ныне известны всего 23 из них.
На территории полуострова расположен Музей археологии, в котором хранятся ценные находки и иконы, а также и Этнографический музей г. Несебр, чьи экспонаты выставлены в особняке семьи Москояни. Построенном в 1840 г. одним из богатых местных торговцев, это дом характерной для города архитектуры времен болгарского Возрождения (ХVІІІ-ХІХ вв.). Выставленные коллекции представляют ремесла и быт жителей Несебра, а туристы могут рассмотреть и традиционные национальные костюмы.
Старый город объявлен архитектурно-историческим заповедником национального значения с 18.07.1956 г., а с 1983 г. входит в Список памятников Всемирного культурного наследия ЮНЕСКО.