ขึ้นทะเบียนมรดกโลกเมื่อปี พ.ศ. 2534 ร่วมกับอุทยานประวัติศาสตร์ศรีสัชนาลัยและกำแพงเพชร เป็นแหล่งกำเนิดศิลปวัฒนธรรมสำคัญ ไม่ว่าจะเป็นตัวอักษรไทยและการวางผังเมืองอย่างเป็นระบบ โดยเฉพาะในด้านศิลปกรรมแขนงต่างๆ

พุทธประติมากรรมของสุโขทัยได้รับการยอมรับกันว่าเป็นสุดยอดทางความงามของศิลปะไทย มีความอ่อนช้อยอันเป็นเอกลักษณ์เฉพาะ ในเขตอุทยานมีสิ่งก่อสร้างขนาดใหญ่มากมาย

รวมไปถึงพระพุทธรูปโบราณขนาดใหญ่ และสิ่งก่อสร้างโบราณสถานมากมายภายนอกกำแพงเมือง 70 แห่งและภายในกำแพงเมือง 26 แห่ง เช่น วัดชนะสงคราม วัดตระพังเงิน วัดศรีสวาย วัดศรีชุม ทำนบพระร่วง และเนินปราสาทพระร่วง เป็นต้น