St. Gereon zählt zu den ungewöhnlichsten Bauwerken nördlich der Alpen. Diese Einzigartigkeit ist im Ausbau des spätantiken Ovalbaus zum spätromanischen Kuppelbau, dem Dekagon, im frühen 13. Jh. begründet. Dabei wurden bereits zeitgenössische frühgotische Elemente des nordfranzösischen Kathedralbaus verwendet. Der lichte 34 m hohe Zentralraum war lange Zeit der größte und auch einzige Kuppelbau in Nordeuropa, und die Genialität der Baumeister bestand darin, die Statik der Strebepfeiler einer Basilika auf das Dekagon zu übertragen.
Zu den Besonderheiten von St. Gereon zählen u. a. die Taufkapelle aus der Zeit um 1242–1245 mit den ursprünglichen Wandmalereien, der Mosaikboden des 11. Jh. in der Krypta, die Confessio mit Reliquien von Heiligen und die obere gotische Sakristei aus dem 14. Jh. Bedeutend ist auch der moderne Fensterzyklus, der beim Wiederaufbau entstanden ist.
Der Legende nach ließ Kaiserin Helena (248/50–330), Mutter von Kaiser Konstantin, den ersten Kirchenbau von St. Gereon bauen. Grabungen nach dem Zweiten Weltkrieg und Bauuntersuchungen beim Wiederaufbau erbrachten jedoch neue Erkenntnisse zum römischen Bau. Demnach kann der Baubeginn nicht vor 346 erfolgt sein, weil Reste eines Isis-Altars zusammen mit einer Münze von 345 im Mauerwerk gefunden wurden.
In den Ausstattungsstücken wie Altarbildern, Skulpturen, Fenstern, Fresken, Malereien und Reliquiaren begegnen uns über viele stilistische Epochen und Jahrhunderte hinweg immer wieder die Heiligen und Märtyrer, die in St. Gereon schon sehr lange verehrt werden: Helena, Gereon, Gregorus Maurus und die Soldaten der thebäischen Legion. Gereon und seine Gefährten, die aus dem ägyptischen Theben stammten, sollen sich geweigert haben, an Christenverfolgungen unter dem römischen Kaiser Diokletian teilzunehmen. Sie wurden daraufhin getötet und ihre Leichname in einen Brunnen geworfen. Das Schicksal des hl. Gereon und der thebäischen Legion ließ den Schriftsteller Heinrich Böll von St. Gereon als „Meutererkirche“ sprechen.
