La Cattedrale di San Sebastiano (in portoghese: Catedral São Sebastião), chiamata anche Cattedrale di Ilhéus, situata nel centro storico di Ilhéus, a Bahia in Brasile, è la cattedrale cattolica romana della diocesi di Ilhéus. Considerata una delle più belle chiese dello Stato, la Cattedrale di São Sebastião è stata inaugurata nel 1967. Nel 1927, alla fine del primo governo di Mário Pessoa, la cappella di São Sebastião fu demolita per costruire al suo posto una cattedrale. Il progetto della cattedrale è dell'architetto Salomão da Silveira, in uno stile considerato eclettico. Il vescovo Eduardo José Herberold, appena arrivato, nel 1931 benedisse il terreno dove sarebbe stata costruita la cattedrale e i lavori iniziarono, per poi essere interrotti poco dopo.
Questo imponente tempio della Chiesa cattolica rappresenta il sogno della comunità ilheense da oltre trent'anni. Rappresenta il sogno del vescovo che diede il via ai lavori di costruzione, D. Eduardo, che fu sepolto nella chiesa stessa ed è tuttora idolatrato, essendo considerato un santo da molti fedeli. La cattedrale è stata inaugurata nel 1967 e ha richiesto più di trent'anni per essere costruita. Le dimensioni della chiesa sono impressionanti. La sua cupola principale è alta 48 metri. Sebbene non possa essere considerata un capolavoro dell'architettura, ha un enorme valore culturale, per ciò che rappresenta per la società locale e per l'attività turistica del comune.
Secondo le testimonianze, la "meraviglia delle meraviglie fu la sua inaugurazione". Quel giorno la città fu invasa da vescovi e cardinali. Anche il rappresentante del Papa, il nunzio apostolico Sebastião Baggio, venne all'inaugurazione. Il coro della maestra Maria de Lurdes Abreu cantò il Messia di Haendel. Il giorno dell'inaugurazione, la Cattedrale sembrava un Vaticano in miniatura, tanta era la bellezza, la pompa e le circostanze di quella celebrazione.
La sua facciata vanta minuziosi dettagli neoclassici, come vetrate artistiche, volte e colonne. L'esterno maestoso contrasta con l'interno discreto e semplice.