La construction de l'église et du couvent, première université toulousaine, commencée en 1230, se poursuivit aux 13e et 14e s. L'église, toute en brique, est un chef-d'oeuvre de l'école gothique du Midi. Dans le grandiose vaisseau à deux nefs, sept colonnes portent la voûte à 28 m de hauteur sous clé. Sur la dernière, repose la voûte tournante de l'abside : ses 22 nervures composent le fameux « palmier ». Le grand réfectoire est aujourd'hui utilisé pour des expositions temporaires.