Die Architektur Martorells ist ein faszinierender Mix aus römischen Überresten, mittelalterlichen Bauwerken und modernistischen Elementen. Besonders hervorzuheben ist der „Pont del Diable“, eine mittelalterliche Brücke mit römischem Ursprung, die malerisch über den Llobregat führt – ein beliebtes Fotomotiv und Wahrzeichen der Stadt.
Im historischen Stadtzentrum finden sich zahlreiche gut erhaltene Gebäude aus dem 17. und 18. Jahrhundert, darunter Kirchen, Klöster und ehemalige Adelshäuser. Die „Casa Par“ ist ein schönes Beispiel des katalanischen Modernismus, heute ein Ort für kulturelle Aktivitäten. Ebenfalls erwähnenswert ist das ehemalige Franziskanerkloster, das heute als Veranstaltungszentrum und Museum dient.
Zu den wichtigsten Sehenswürdigkeiten zählen außerdem der Parc Forestal de Can Cases – ein großer, naturnaher Stadtpark – und der Uferweg „Camí del Riu“, ideal für Spaziergänge und Radtouren entlang des Flusses. Diese Kombination aus Natur, Geschichte und Kunst macht Martorell zu einem abwechslungsreichen Ziel für Entdecker.