Архитектурный облик Клина сложился после утверждения в 1784 году генерального плана застройки с прямоугольной сеткой улиц. Древнейший памятник Клина — расположенная на холме в речной излучине четырехстолпная одноглавая Успенская церковь, до середины 18 века остававшаяся собором Успенского монастыря. К западу от него на месте кремля располагается Воскресенская церковь в стиле московского барокко (1712) с отдельно стоящей шатровой колокольней (1759), главной архитектурной доминантой города.

Гражданская архитектура Клина интересна сохранившимися зданиями конца 18 — начала 19 века, среди которых дом городничего, дом казначейства, дом полиции, а также ансамбль почтового двора. В начале 19 века на центральной площади было возведено ампирное здание гостиницы, в конце 19 века здесь были построены торговые ряды в «русском» стиле.

Важным культурным и архитектурным памятником Клина является усадьба Демьяново, находящаяся в южной части города. С середины 18 века усадьба принадлежала И. Г. Наумову, затем — М. И. Римской-Корсаковой, А. А. Полторацкому, Д. Б. Мертваго, В. И. Танееву. В 1785 году усадьбу посещала Екатерина II со своим старшим внуком Александром. Бывал в усадьбе и А. С. Пушкин. Большая часть строений усадьбы относится к концу 18 — началу 19 века: барочная Успенская церковь (1746), сильно перестроенный двухэтажный господский дом в стиле раннего классицизма (конец 18 в.), регулярный и пейзажный парки. В 1883 году усадьбу купил философ и социолог В. И. Танеев, а позже в усадебный корпусах, приспособленных под дачи, летом жили К. А. Тимирязев, А. М. Васнецов, Андрей Белый, семья Гнесиных. Здесь бывал А. Н. Скрябин. Особенно тесно оказалась связанной с Демьяново жизнь П. И. Чайковского, который провел здесь последние годы.

В 1885-1887 и 1891-1892 годах П. И. Чайковский жил в деревне Майданово, в двух километрах от Клина. Он работая здесь над операми «Чародейка» и «Иоланта», симфонией «Манфред», сюитой «Моцартиана», оперой «Вакула», позже переименованной в «Черевички». В те годы П. И. Чайковский построил в Майданово школу для местных детей. Из Майданово, превратившееся в шумное дачное место, он переехал в Фроловское, а в мае 1892 года арендовал дом в Демьяново. Именно здесь композитор создал свою Шестую симфонию. Дом Чайковского после его смерти удалось сохранить благодаря стараниям его слуги А. И. Сафронова и брата композитора М. И. Чайковского. В 1920 году было образовано «Общество друзей Дома-музея П. И. Чайковского в Клину». Музей был разрушен в период Великой Отечественной войны, но уже в 1943 году он принял новых посетителей. Дважды в год — в день рождения и в день смерти П. И. Чайковского — в музее собираются лучшие отечественные и зарубежные музыканты, чтобы исполнить его произведения.

С окрестностями Клина связаны имена многих выдающихся деятелей культуры и науки, государственных деятелей. В 12 км к северо-востоку от города лежит село Кокордино, где в 18 веке находилась усадьба Спасское, владение Фонвизиных. От нее сохранились только парк и остатки фонтана. В 1883 году в усадьбе бывал П. И. Чайковский. К юго-востоку от Кокордино находится деревня Боблово, что в 20 км от Клина. В середине 1860-х годов в Боблово была небольшая усадьба Д. И. Менделеева, который жил здесь и работал в 1866-1906 годах. Здесь Д. И. Менделеев, наблюдая полное солнечное затмение, совершил трехчасовой полет на воздушном шаре. В Боблово к Д. И. Менделееву приезжали И. Е. Репин, Н. А. Ярошенко, А. И. Куинджи, здесь неоднократно бывал А. А. Блок, женатый на дочери ученого. В 1986 году в Боблово открыт музей Д. И. Менделеева.