อาณาจักรโคตรบูรนับถือพระพุทธศาสนาซึ่งมีทั้งพระพุทธศาสนาแบบเถรวาท และพระพุทธศาสนาแบบมหายาน รวมไปถึงพระพุทธศาสนานิกายตันตระยานหรือวัชรญาน ศาสนาพราหมณ์-ฮินดู ศาสนาผีแถน-ผีบรรพบุรุษ และลัทธินับถือนาค มีการสร้างพระเจดีย์สำคัญเป็นสัญลักษณ์ของอาณาจักร คือ พระธาตุพนม ในอำเภอธาตุพนม จังหวัดนครพนม นอกจากนี้ยังมีพระธาตุโพนจิกเวียงงัว พระธาตุหล้านองหรือพระธาตุกลางน้ำ ในจังหวัดหนองคาย พระธาตุนารายณ์เจงเวง พระธาตุภูเพ็ก พระธาตุดุม ในจังหวัดสกลนคร พระธาตุขามแก่น ในจังหวัดขอนแก่น พระธาตุยาคู ในจังหวัดกาฬสินธุ์ พระธาตุนาดูน ในจังหวัดมหาสารคาม พระธาตุหนองสามหมื่น ในจังหวัดชัยภูมิ พระธาตุศรีโคตรบอง พระธาตุตุ้มพะวัง ในแขวงคำม่วน พระธาตุอิงฮัง ในแขวงสุวรรณเขต พระธาตุหลวงหรือพระธาตุโลกะจุลามะนี ในแขวงเวียงจันทน์ พระธาตุกะเดาทึก พระธาตุหงทอง ในแขวงสาละวัน เป็นต้น อีกทั้งมีการสร้างรอยพระพุทธบาทกระจายอยู่หลายแห่ง อาทิ พระพุทธบาทบัวบก พระพุทธบาทบัวบาน ในจังหวัดอุดรธานี พระพุทธบาทเวินปลา ในอำเภอท่าอุเทน จังหวัดนครพนม พระพุทธบาทภูน้ำลอดเชียงชุมหรือพระธาตุเชิงชุม ในจังหวัดสกลนคร พระพุทธบาทโพนสัน ในเมืองท่าพระบาท แขวงบอลิคำไซ เป็นต้น นอกจากนี้ อาณาจักรศรีโคตรบูรยังมีการสร้างพระพุทธรูปที่สำคัญและเป็นเอกลักษณ์เฉพาะตนไว้หลายแห่ง อาทิ กลุ่มพระพุทธรูปวังช้าง ในเมืองโพนโฮง แขวงเวียงจันทน์ พระพุทธรูปองค์ตื้อ บนภูพระในจังหวัดชัยภูมิ พระพุทธไสยาสน์ภูปอ บนพุทธสถานภูปอในจังหวัดกาฬสินธุ์ พระพุทธรูปมิ่งเมือง ในอำเภอกันทรวิชัย จังหวัดมหาสารคาม เป็นต้น ลักษณะทางศิลปกรรมดังกล่าวนี้มีความแตกต่างจากกลุ่มวัฒนธรรมแบบทวารวดีอย่างเห็นได้ชัด