Il Chiostro di San Domenico, situato nello storico quartiere di Villanova, è dislocato lateralmente alla vecchia chiesa omonima, gravemente danneggiata durante l'ultimo conflitto mondiale e rappresenta il più illustre monumento di arte gotico-catalana (prima metà del XV secolo) presente nella città di Cagliari.
Ha una pianta quadrangolare con un perimetro di circa 25 m per lato, aperto verso il giardino con archi a tutto sesto impostati su pilastri. L'ala ovest consiste di sette cappelle quattrocentesche, con volte a crociera, le campate sono divise da sott'archi modanati che poggiano su mensole riccamente lavorate. Nell'ala sud, due ordini di arcate sono anch'essi riferibili alla stessa fase edificatoria di stile gotico catalano. L'ala est e quella nord derivano dalla ricostruzione voluta da Filippo II di Spagna nel 1598.
Dal chiostro si può accedere all'aula centrale dell'antica chiesa, in cui si apre la Cappella del Rosario, datata intorno al 1580.