Le choeur de la collégiale Saint-Thiébaut de Thann a quasiment les mêmes proportions que la nef, il est couvert de voûtes à résilles et il est illuminé par 8 verrières du XVe siècle. Les vitraux illustrent la Genèse et l'Ancien Testament, le décalogue et les prophéties de l'Ancien Testament, la vie du Christ et celle de la Vierge, les miracles et le martyr de Saint Thiébaud et le martyre de Sainte Catherine. Le choeur abrite de magnifiques stalles en bois de chêne des XVe et XVIe siècles, elles furent réalisées pour les chanoines du chapitre de Saint-Amarin venus s'installer à Thann en 1441. Les stalles sont surmontées des statues des douze Apôtres en bois polychrome du XVe siècle, elles sont classées aux Monuments Historiques en 1980. Le maître-autel néogothique en marbre blanc et noir date de 1845, il a été créé par les ateliers Miller-Thiry. Le choeur de la collégiale Saint-Thiébaut comprend également 3 tableaux: 2 sont attribués au peintre F.Hillenweck, ils illustrent la décollation de Saint Jacques Le Majeur de 1719 et le triomphe de l'Église de 1733, le troisième tableau a été peint par L. Arnolt en 1750, il illustre "la vision du frère illuminé" J.L Rosengardt un moine franciscain de Thann.