Die bekannteste Sehenswürdigkeit ist das historische Kloster, das 1234 von Heinrich von Barmstede II. gestiftet und 1544 in ein adliges Damenstift umgewandelt wurde. Mittelpunkt ist die Klosterkirche, die 1747 bis 1749 von Jasper Carstens erbaut wurde. Sie ist ein barocker Saalbau mit Kanzelaltar und einem großen Deckenfresko des Schweizer Kirchenmalers Giovanni Battista Innocenzo Colombo.

Das ehemalige Kloster Uetersen ist nicht in vollem Umfang erhalten, doch mit weiteren denkmalgeschützten Häusern, wie dem Klostervorwerk und dem Haus des Propstes, bildet es den Kern der Altstadt. Mit dem Haus der Priorin steht dort auch das älteste Gebäude der Stadt. Typisch ist der holsteinische Backsteinstil.

Der Uetersener Wasserturm wurde 1925/26 von Dykerhoff & Widmann errichtet. Er gilt als Vertreter eines Baustils, der sich zwischen Tradition und Moderne bewegt. Sein Wasserbehälter wurde über einer offenen Stahlbeton-Skelettkonstruktion mit expressionistischem Ziegelmauerwerk verkleidet.

Die ehemalige Mädchen-Bürgerschule aus dem Jahr 1813, die durch Bestreben einiger Privatleute und des Schleswig-Holsteinischen Heimatbundes (SHHB) renoviert und in Haus Ueterst End umbenannt wurde, beherbergt eine umfangreiche Bernsteinsammlung und eine Gedenkstätte für ehemalige Seminaristen des Ludwig-Meyn-Gymnasiums. Des Weiteren werden diverse hauswirtschaftliche Gegenstände aus den ehemaligen deutschen Provinzen Pommern, West- und Ostpreußen ausgestellt.