A város és elődtelepülései a huszadik század folyamán számos értéket teremtettek a szellemi élet területén is.

A legrégibb művelődési intézmény, a Népház 1917-től, átadásától kezdve napjainkig színháznak, mozinak és különböző művészeti csoportoknak ad helyet. A jelenleg átalakítás alatt álló épületben 1991 óta működik a város színháza, a Jászai Mari Színház, amelynek ugyan nincs állandó társulata, de a színházi évad változatos programjai mellett – egy „virtuális” társulat létrehozásával – évente több önálló előadást, produkciót is bemutatnak. A helyi közösségek befogadására művelődési házak sora szolgál, köztük a legnagyobb a 80-as évek közepén átadott Közművelődés Háza. A bánhidai Puskin Művelődési Ház a szlovák, az alsógallai és a felsőgallai művelődési ház a német hagyományok ápolását vállalta fel, míg a Kertvárosi Bányász Művelődési Otthon főként az öntevékeny kézműves szakkörök, s a művészeti foglalkozások szervezője. Mellettük sorra alakultak az új lakótelepeken a helyi szerveződéseket befogadó közösségi házak.
A közgyűjtemények szerepe meghatározó a lakosság művelődésében. A Népházban talált otthonra a Városi Könyvtár, míg a József Attila Megyei Könyvtár jelentős gyűjteményével és szolgáltatásaival Újvárosban várja olvasóit. A Városi Levéltár a felsőgallai épületében gyűjti, gondozza a település és környéke iratanyagát, segíti a tudományos kutatók munkáját. A Tatabányai Múzeumban az elődtelepülések fejlődését követhetik nyomon a látogatók az első régészeti leletektől a várossá alakulásig. A hozzá tartozó ipari skanzen pedig Európában is egyedülálló intézményként a bányászok életmódjának bemutatásában és a bányászhagyományok megőrzése terén végez fontos munkát. A közművelődési intézmények és közgyűjtemények mellett sportlétesítmények sora (uszoda, műjégpálya, sportcsarnok, kemping stb.) található a városban, melyek fejlesztése napjainkban indult meg. Ezek együtt biztosítják a művelődést, a sportolást, a kikapcsolódást a város lakóinak.
Művészeti csoportok a városban
A település kulturális és művészeti életében már 1945 előtt számos érték jött létre és születnek újak ma is. A megyeszékhely nagy múltú művészegyüttesei a Népházban kezdték meg működésüket: így a Tatabányai Bányász Fúvószenekar, a Szimfonikus Zenekar, majd a Bányász Néptáncegyüttes, a Bányász Képzőművész Kör, mely csoportok napjainkban is tevékenykednek. A közelmúltban alakult művészegyüttesek közül elsősorban az Évszakok Kamarazenekar szerzett hírnevet magának.
A művészeti táborok közül említést érdemel a fafaragó, a fémszobrász és a fotós tábor, melyek nyaranta az Ipari Skanzen területén, a „Hangfürdő” körül szerveződő kortárs művészeti centrumban működnek. A vizuális kultúra fejlesztésében nagy szerepet játszik a Kortárs Galéria változatos tárlataival, s közülük az évenként ismétlődő In memoriam-sorozatot és a városból elszármazott művészek kiállításait kell kiemelnünk. A városi nagyrendezvények rendszere is mára alakult ki. A társadalmi évfordulók és a bányásznapi ünnepségek mellett mind nagyobb szerepet játszanak a város programjai sorában a kulturális-művészeti dominanciájú rendezvények (Szent István Napok, Szent Borbála Napok, stb.).
Képzőművészeti alkotások és épületek
A város arculatának meghatározó elemei a szabadtéri képzőművészeti alkotások, közülük néhányat – a világháborús emlékműveken túl – érdemes kiemelnünk: a régebbiek közül Melocco Miklós Ady Endre-szobrát, Péterfy László Életfáját és Szent Borbála-szobrát, Marosits István Mártír-emlékművét, az újabbak közül Gaál Tamás II. Rákóczi Ferencről, Varkoly László Szent Istvánról, Paulikovics Iván Nagy Imréről, Szunyogh László Makk Béláról készített mellszobrát, valamint Lois Viktor számos alkotását a „Hangfürdő” területén.
Tatabánya fiatal város, ezért nem sok műemléket ígér a látogatóknak. Komárom-Esztergom megye 2006-os műemléki jegyzéke mindössze öt műemléket jegyez Tatabányán. Mivel elődtelepüléseinek arculata a XVIII. század végére alakult ki, így a legrégebbi épületek is ez idő tájt épültek. Alsógalla műemlék római katolikus temploma jellemzően késő barokk épület. Építésze: Fellner Jakab. Felsőgalla szintén késő barokk római katolikus temploma ugyancsak műemlék. Bánhidán a barokk római katolikus plébániaház építésze feltehetően szintén Fellner Jakab volt. A telken áll a római katolikus templom, melyet a korábbi, XVIII. századi templom felhasználásával építtetett – Feszty Adolf építész tervei alapján – gróf Esterházy Miklós Ferenc. A 1753-ban épült barokk Lapatári malom építésze ugyancsak Fellner Jakab. Tatabánya idegenforgalmi látványossága a város fölé magasodó, műemlékké nyilvánított Turul-emlékmű. Alkotója Donáth Gyula, akit 1896-ban bíztak meg a művészi munkával, az emlékmű felavatására azonban csak 1907-ben került sor. A város szimbólumaként a rendszerváltás után a turulmadár a város új címerébe is bekerült.
A város képét meghatározóan formálja még néhány olyan épület, amelyeket ugyan nem nyilvánítottak műemlékké, de mégis a város sokszínűségét szolgálják. Ilyen a Jászai Mari Színház – Népház épülete, vele szemben az 1924-ben épült, szecessziós stílusjegyeket viselő egykori bányatiszti kaszinó, a Május 1. park dísze a Szent István templom a mellette álló felújított Szent Imre szoborral. Fontos épület még az egykori tatabányai községháza, ami ma postaépület, a régi bányakórház épületegyüttese, az 1939-ben Szeghalmy Bálint tervei alapján épült bánhidai református templom, az egykori bánhidai községháza, az erőműi kaszinó, a házak fölé magasodó régi víztoronnyal, vagy a Skultéty János tervezte szocreál stílusban épült Megyeháza Újvárosban.  És akkor még nem is említettük Zsemle Pál egykori mészárszékének díszes ornamentikájú homlokzatát, s a Felsőgalla, Alsógalla és Bánhida települések egykori képét idéző „öreg” házakat. Mindezek mellett sorolhatjuk a 110 éves szénbányászat fennmaradt különleges emlékeit is.