ศาสนสถานภายในวัด
เจดีย์
เจดีย์วัดโลกโมฬี มีหลักฐานปรากฏอย่างชัดเจนว่า เจดีย์ของวัดโลกโมฬีในปัจจุบันเป็นเจดีย์ที่สร้างปลาย พุทธศตวรรษที่ 21 ตำนานระบุว่าสร้างขึ้นในสมัยรัชกาลพระเมืองเกศเกล้า เมื่อ พ.ศ. ๒๐๗๑ เป็นเจดีย์ทรงปราสาท ได้มีการพัฒนาการอย่างต่อเนื่องที่เจดีย์วัดโลกโมฬี การพัฒนารูปแบบได้เพิ่มความสูงของเจดีย์คือ ส่วนฐาน ได้แก่ชุดฐานปัทม์ ลูกแก้ว อกไก่ เพิ่มเป็น ๒ ชุดอย่างชัดเจนโดยฐานปัทม์ชั้นล่างไม่มียกเก็จ ที่ฐานปัทม์ชั้นที่สองมีจำนวนยกเก็จที่เพิ่มมากขึ้น และเป็นมุมที่มีขนาดเล็กล ส่วนกลาง ยังคงเป็นเรือนธาตุในผ้าสี่เหลี่ยมยกเก็จ ที่มีขนาดของมุมเล็กลง และจำนวนของมุมมากขึ้นเช่นเดียวกับฐานปัทม์ด้านล่าง ทั้งสี่ด้านของเรือนธาตุมีซุ้มจระนำ มีรูปแบบของซุ้มลดได้ กรอบซุ้มจระนำมีการผสมผสานกันทั้งกรอบแบบคดโค้ง และกรอบแบบวงโค้ง ตลอดจนแนวของลูกแก้ว อกไก่ที่ประดับเสารับซุ้มจระนำ ก็มีขนาดเด่นขึ้น กลายเป็นรูปงอนคล้ายบัวคว่ำที่เรียกกันว่า ปากแล ส่วนยอด เหนือเรือนธาตุ มีการพัฒนาความสูงโดยเพิ่มจำนวนของชั้นลดรูปฐานปัทม์ลูกแก้ว อกไก่ ยกเก็จซ้อนกันสามฐาน รับทรงระฆังและบัลลังก์สิบสองเหลี่ยม ปล้องไฉนและปลี ซึ่งองค์ระฆังและบัลลังค์นั้น เป็นลักษณะร่วมของเจดีย์ทรงระฆัง
วิหาร
วิหารวัดโลกโมฬี เป็นวิหารที่สร้างขึ้นภายหลังได้มีการบูรณะและยกฐานะจากวัดร้างเป็นวัดที่มีพระภิกษุอยู่จำพรรษา เป็นวิหารศิลปะแบบล้านนา ลักษณะงดงาม ประณีต มีลายแกะสลักอย่างสวยงาม ส่วนวิหารหลังเดิมนั้น ตามหลักฐานทางประวัติศาสตร์ระบุว่าสร้างขึ้นพร้อมกับเจดีย์ เมื่อ พ.ศ. 2071 เพดานของวิหารวัดโลกโมฬีมีสิ่งที่แตกต่างไปยิ่งกว่า นั่นก็คือภาพนูนต่ำพระพุทธประวัติสีทอง รายล้อมด้วยภาพเทวดาตกแต่งได้งดงามมาก
พระประธาน
พระพุทธรูป พระประธานในวิหาร เป็นพระพุทธรูปปางสมาธิ ประดิษฐานอยู่ภายในวิหาร มีเพดานและต้นเสาแกะสลักลวดลายต่างๆ อย่างงดงาม พระพุทธรูปมีนามว่า “พระพุทธสันติจิรบรมโลกนาถ”
กุฏิสงฆ์
กุฏิสงฆ์วัดโลกโมฬี มีลักษณะต่างจากกุฏิทั่วไป เืนื่องจากเป็นประติมากรรมที่มีลักษณะงดงาม แบบล้านนา ด้านหน้ากุฏิมีรูปปั้นพระเมืองเกษเกล้า ประดิษฐานอยู่บนซุ้มประตู
ซุ้มประตู
อยู่ตรงด้านหน้าของวิหาร ติดกับถนน มีลวดลายปูนปั้นงดงาม ศิลปะแบบซุ้มประตูล้านนา
มณฑปพระนางจิรประภามหาเทวี
ภายในประดิษฐานพระรูปของพระนางจิระประภา มหาเทวี ซึ่งพระองค์ได้ทรงอุปถัมภ์วัดโลกโมฬีครั้งเสวยราชย์ครองเมืองเชียงใหม่ไว้ให้คนรุ่นหลังได้ สักการะรำลึกถึงคุณความดีของพระองค์
กุฏิสมเด็จ เป็นกุฏิที่ทางวัดสร้างขึ้น เพื่อเป็นที่รองรับพระมหาเถระชั้นผู้ใหญ่ ที่เดินทางมาประกอบศาสนกิจที่เชียงใหม่ โดยมีพระเทพวรสิทธาจารย์ เจ้าอาวาสวัดพระธาตุดอยสุเทพฯ เป็นผู้อุปถัมภ์การก่อสร้าง