בתוך הקתדרלה, מגלים שעון אסטרונומי יוצא דופן שנבנה במאה ה-19.שעון אסטרונומי של בסנסון (בצרפתית: clock astronomical clock of Besançon) שוכן בקתדרלה של בירת צרפת העתיקה. הוא נוצר על ידי שען אוגוסט-לוסיין וריטה מבובה בשנת 1860 כדי להחליף דגם מוקדם יותר שנעשה על ידי ברנרדין בשנות ה-50 של המאה ה-19.
הוא שונה משעוני האסטרונומים בבואבה, ליון ושטרסבורג.
השעון מבטא מושג תיאולוגי שקובע שכל שנייה ביום מייצגת את תחייתו של ישו, ששינה את קיומם של האנושות ושל העולם.השעון האסטרונומי הראשון שהותקן בבסנסון נוצר על ידי שען בשם ברנרדין. השעון הזה הפסיק לעבוד ב-1857 והארכיבישוף מבסנסון, הקרדינל מתיאו, הזמין מחליף מווריטה, שעבד בקפדנות על בניית אחת מיצירותיו הטובות ביותר בסדנה שלו בבואבה.שעון הבסנסון הותקן ב-1860, אבל ווריטה המשיך לעבוד עליו עד 1863.השעון מכיל 30,000 חלקים מכניים ורוחבו 2.5 מטרים וגובהו 5.8 מטרים. הוא ממוקם בחדרו במגדל השעון. באמצעות סידור מפרקים אוניברסליים המשתרע על יותר מ-100 מטרים, השעון מפעיל ארבעה מחוגים הממוקמים בארבעת צידי מגדל הקתדרלה, ובכך מספק ארבע עמדות ליום לאזרחי העיר.ישנו חוגה חמישית לשעה ביום בקתדרלה. המחוגים החיצוניים מראים גם את חודש השנה, יום השבוע והעונה. שעות היום מסומנות בצליל פעמון במגדל השעון.
