L'abbatiale est construite en grès bigarré, provenant des carrières de Saint-Avold. Les dimensions extérieures de l'édifice sont de soixante-sept mètres de longueur et de vingt-huit mètres de largeur. Sa toiture culmine à trente mètres et le clocher à quarante-cinq mètres. Il s'agit d'une église-halle avec transept et plan en croix latine, le tour-clocher est hors-œuvre en façade et le chœur semi-circulaire est flanqué de deux tours. L'édifice est couvert d'un toit avec voûte en berceau, coupole sur pendentifs, voûte d'arêtes et voûte d'ogives. Les trois nefs sont soutenues par des colonnes de grès aux chapiteaux dorés, dégageant une impression de clarté et de grandeur.
Un groupe sculpté de la crucifixion en bois polychrome, comprenant la Sainte Croix, la Sainte Vierge et Saint Jean, semble dater du XVIe siècle. La tradition y voit un souvenir de Jean des Porcelets de Maillane, évêque de Toul et abbé commendataire de Saint-Nabor (1582-1624), ce que confirmerait la date inscrite au pied de la croix (1624). Cependant, la facture de la sculpture suggère une datation aux débuts du XVIe siècle. La sculpture est classée monument historique à titre d'objet le 5 novembre 1982. Le visiteur peut également découvrir une Mise au Tombeau de facture bourguignonne, datant de 1510.
Un retable en pierre taillée du XVe siècle, à sujet marial, était encastré dans le bas-côté Nord. Cette œuvre est détruite lors du bombardement de la ville le 2 août 1945. Les boiseries anciennes et le bas-relief avaient été classées monument historique par arrêté du 10 septembre 1923.
Un tableau sur toile, datant du XVIIIe siècle, représente l'Assomption de la Sainte Vierge. Il est classé monument historique à titre d'objet depuis le 28 mars 1979.
Quatre peintures à l'huile sur toiles marouflées sont dues au pinceau des artistes munichois qui travaillèrent à la restauration de l'église, entreprise à partir de 1905 par le curé Dicop. Représentant la vie de saint Nicolas, les tableaux sont classés monument historique à titre d'objet le 5 novembre 1982.
Les grandes orgues sont construites par le facteur Barthélémy Chevreux en 1770-1771, tandis que Jacques Gounin, sculpteur très connu dans les comtés de Nassau-Sarrebruck et Deux-Ponts, façonne le nouveau buffet d'orgue en 1769. Au début du XXe siècle, l'instrument est restauré par la maison Kries de Molsheim, sa tribune et son décor par Weissdorff. Les orgues sont classées monument historique à titre d'objet le 11 janvier 1982. L'instrument, reconstruit par Koenig en 1987, possède quatre claviers de 51, 51, 32 et 32 notes et un pédalier de 29 notes, ainsi que des transmissions mécaniques pour les notes et les jeux.
Un orgue de chœur est installé en 1957 par le facteur Haerpfer-Erman. L'instrument possède deux claviers de 56 notes et un pédalier de 30 notes, ainsi que des transmissions électriques.
Des vitraux sont créés par les ateliers Franz Xaver Zettler de Munich, installés en 1910 et détruits en 1944 lors du bombardement de la ville par les Alliés. Les vestiges sont classés monument historique à titre d'objet le 5 novembre 1982. Les vitraux actuels sont la création du peintre et maître-verrier naborien Arthur Schouler. Ils ont été réalisés de 1969 à 1971 et sont d'une surface de 420 m².
Dans la sacristie, des boiseries, armoires, placards et chasubliers en chêne mouluré datent de la seconde moitié du XVIIIe siècle. Le revêtement boisé couvre toute la hauteur des murs de ses panneaux à grands cadres décorés. Au-dessus d'un appui régnant avec le bas des meubles, la surface est divisée en deux séries de panneaux de dimensions variées, ceux du rang supérieur nettement moins haut. Le mur Ouest reçoit une double armoire dont les quatre vantaux de portes sont chacun divisés en trois panneaux superposés. Une haute armoire à deux corps est placée sur le mur Sud. La partie basse, légèrement débordante, est à six panneaux de portes dont les deux extrêmes, à droite et à gauche, se replient pour dégager les tiroirs à chasubles. La partie haute est faite de deux armoires doubles juxtaposées prises sous des corniches qui s'étirent en segments de cercle. Les quatre vantaux sont divisés en trois par les panneaux s'harmonisant avec le revêtement des murs. À l'extrémité droite du mur Sud, un petit placard bas à face cintrée et en forme de coffret pose sur le rebord de la partie basse du meuble. Le mur Est est doublé d'un chasublier à hauteur d'appui. Il comprend trois séries de huit tiroirs superposés entre lesquelles s'intercalent deux groupes plus étroits de quatre tiroirs. S'élevant sur des pieds allongés en forme de consoles, deux armoires doubles posent sur la table et se terminent par des corniches cintrées. Sous les vantaux à deux panneaux de chacune des armoires s'allonge une suite de quatre tiroirs. Le mur Nord est creusé de trois armoires à portes cintrées de deux battants à deux panneaux chacun montés sur des ferrures anciennes. Surmontant ces armoires et la porte d'entrée de la sacristie qui les flanque, s'implante une suite de quatre peintures à l'huile sur toiles marouflées.
Les boiseries figurent les armoiries d'un prince-évêque sur la corniche du mur Ouest, à gauche, ainsi que celles d'un pape, sur la corniche du mur Ouest, à droite. L'ensemble du revêtement est classé monument historique à titre d'objet depuis le 5 novembre 1982.