Die Architektur von Palamós ist eine Mischung aus mittelalterlichen, gotischen und modernen Elementen. Im historischen Stadtkern finden sich enge Gassen, traditionelle katalanische Häuser und bedeutende Gebäude wie die Kirche Santa Maria del Mar aus dem 15. Jahrhundert.
Ein besonderes Highlight ist das Castell de Sant Esteve de Mar, eine Ruine einer mittelalterlichen Burg mit spektakulärem Ausblick auf das Meer. Der Küstenwanderweg Camí de Ronda führt zu versteckten Buchten und bietet atemberaubende Ausblicke auf die Felsküste der Costa Brava.
Zu den beliebtesten Sehenswürdigkeiten zählen außerdem die Platja Gran, der Hauptstrand von Palamós, die malerische Bucht Cala S’Alguer mit traditionellen Fischerhütten und der Jachthafen mit Promenade, Restaurants und Boutiquen. Auch der Naturpark Les Gavarres bietet zahlreiche Wander- und Radwege.