Si tratta di una delle più antiche chiese romane ed anche delle più interessanti per la sua struttura.
E' formata da due diverse chiese, più o meno di uguale grandezza, sovrapposte l'una sull'altra; sotto la chiesa inferiore si trovano resti di grande interesse storico.
La chiesa inferiore è antichissima, forse databile al IV secolo e fu per tutto il Medio evo di grande importanza trovandosi sul percorso per accedere al Laterano. Nel 1084 subì gravi danni per il saccheggio dei Normanni e nella riedificazione si preferì costruire sui resti della vecchia chiesa invece che demolirne i resti.
Questa scelta si può spiegare con il fatto che dopo tanti secoli Roma era già venuta a trovarsi ad un livello più alto della chiesa che quindi risultava interrata.

L'antica costruzione, dimenticata per secoli, fu riscoperta nel secolo scorso rivelandosi una miniera di informazioni artistiche e storiche.
La chiesa superiore offre notevoli contrasti stilistici.
Le strutture antiche sono state ricoperte da decori barocchi, quindi sono stati effettuati ritocchi solo esteriori.
Si può ammirare la Schola cantorum, lo spazio riservato ai cantori, un recinto di marmo formato da lastre finemente decorate che occupa gran parte della navata mediana della basilica. Questo recinto risale al XII secolo.

Il pavimento musivo è dovuto ai Cosmati così come l'originale candelabro tortile per il cero pasquale, i due amboni o pulpiti, il ciborio a 4 colonne che sovrasta l'altar maggiore e la piccola edicola gotica sulla destra dell'abside che risale al 1299.
Il capolavoro dei Cosmati è l'abside, rimasta intatta dalle sue forme originali del XII secolo. In basso corre un sedile marmoreo interrotto al centro dalla Cattedra episcopale ornata a lumeggiature di mosaico.
Più in alto affreschi con Gesù e Maria tra i 12 Apostoli più in alto ancora la "Sacra rappresentazione" in mosaico.
Nella navata sinistra la tomba del cardinale Venerio ; all'inizio della navata sinistra, presso l'ingresso della chiesa si apre la Cappella di Santa Caterina con affresco in stile gotico (molto raro a Roma) risalente al '400, attribuito a Masolino da Panicale.

La facciata della chiesa è semplicissima con il tipico pronao (portichetto esterno su due colonne) medievale, sotto il quale si apre un portale bizantino.

La basilica inferiore
Entrando nella chiesa a destra, si passa dalla Sacrestia per scendere una scalinata che porta alla chiesa inferiore.

     Si arriva così al nartece, cioè l'atrio della basilica primitiva che si apre sulla destra e di cui si scoprono le varie navate inframezzate da muri di sostegno. Nel nartece alcuni affreschi dell' XI sec.: il miracolo di San Clemente, il trasporto del corpo di san Cirillo, e infine San Clemente in gloria.
Nella navata a destra, in una nicchia, una figura bizantina di Madonna con Bambino e nella navata sinistra vari affreschi molto rovinati.
Nella navata mediana sulla parte sinistra la Leggenda di Sant'Alessio e la Leggenda di San Clemente.
Per una stretta scala si scende al livello inferiore, nei sotterranei antico-romani preesistenti alla prima basilica.

Si tratta di un Mitreo, un luogo dove si svolgevano i culti esoterici del dio Mitra, dio orientale il cui culto si diffuse a Roma durante l'impero.

     Questo luogo si compone di vari ambienti il più grande dei quali ha la volta ribassata e scalpellata per simulare una grotta; vi sono dei sedili scolpiti per le vivande rituali; nel fondo un cippo scolpito con la raffigurazione del dio che immola un toro morso da un cane e da uno scorpione mentre un serpente lecca il sangue che esce dalla ferita.
Lungo il tragitto si può sentire lo scrocio dell'acqua della sorgente sotterranea che scorre sotto la basilica.