Окрасою міста є шедевр українського дерев’яного будівництва Троїцький собор (1775-1780 р.) з дзвіницею, який збудований відомим народним майстром Якимом Погрібняком, за кошти полковника Головатого. Собор майстерно збудований без жодного цвяха, є найбільшою в Україні пам’яткою дерев’яної архітектури, його конструктивне вирішення не має аналогів у світовій архітектурі. Краса Троїцького собору надихала багатьох митців, особливо Олеся Гончара, який описав його в своєму творі “Собор”. Також в Новомосковську є Самарський Пустинно-Миколаївський монастир (XVII-XVIII ст.), ченці якого активно підтримували козаків в боротьбі за Україну.