El Arco de Santa María es uno de los monumentos más emblemáticos de la ciudad. Una de las antiguas doce puertas de acceso a la ciudad en la Edad Media, comunica el puente de Santa María, sobre el río Arlanzón, con la plaza de San Fernando, donde se yergue la catedral.
Construido inicialmente en el siglo XIV, en el siglo siguiente, concretamente entre 1536 y 1553, fue remodelado totalmente por Juan de Vallejo y Francisco de Colonia, dando lugar a la fábrica de la típica piedra caliza blanca burgalesa que puede contemplarse en la actualidad. Una puerta más simple debió de existir con anterioridad, ya que el Poema del Mio Cid la cita como el punto de entrada y salida de la ciudad empleado por el Cid cuando le reclamaban sus correrías guerreras.
El Arco estuvo ocupado por el Consistorio burgalés hasta la construcción de la Casa Consistorial en el siglo XVIII. Entre los años 1878 y 1955 fue sede del Museo Arqueológico Provincial de Burgos, y en la actualidad está abierto al público en calidad de Centro Cultural Histórico Artístico, con espacios museístico y para exposiciones temporales.