Главной достопримечательностью его является целое созвездие удивительных храмов. Архитектурные украшения тотемских храмов раскрывают малоизвестную страницу отечественной истории — открытие Русской Америки. Двадцать экспедиций в Америку — пятую часть всех известных — снарядили тотьмичи. Выходцы из Тотьмы основали знаменитый форт Росс в Северной Калифорнии.
Ученые считают, что именно здесь впервые на Руси вырыты шахтные колодцы, из которых поднимали соляные воды и выпаривали кристаллы соли.
С богатейшей историей города знакомят его многочисленные музеи: краеведческий, музей церковной старины, дом-музей Ивана Кускова, известного морехода основателя форта Росс в Северной Калифорнии, дом-музей поэта Николая Рубцова, музей мореходов, музей «Царева» с экспозицией «Лен-спутник женской судьбы», комплекс Спасо-Суморина монастыря, где находится рака с мощами преподобного Феодосия, основателя обители.