Unică în Europa acestor vremuri, Sinagoga Catedrală  Baal Shem Tov, construită în anul 1763, este una dintre cele mai importante clădiri de patrimoniu din Piatra Neamţ. Legenda locală spune că rabinul Israel ben Eliezer, cunoscut sub numele de Baal Shem Tov (1698 — 1760), fondator al hasidismului, s-a retras în munții Ceahlău, iar în ziua de sabbath cobora să se roage la sinagogă. Cercetările mai noi făcute cu ocazia lucrărilor de renovare în perioada 2007-2009 au constatat că este construită pe locul unei sinagogi mai vechi din piatră datând din secolul al XVI-lea. Forma de navă dreptunghiulară şi tehnicile de îmbinare a bârnelor groase din brad folosite, arată că la construirea ei au participat meşterii care au ridicat bisericile de lemn de pe Valea Bistriţei. Printre vestigiile de cult păstrate în interiorul sinagogii, expuse în muzeul organizat în fostul balcon al femeilor, se află o perdea cu inscripţii cusute din anul 1767, Urna Sfântă sculptată în lemn masiv datând din anul 1835, suluri de Tora, vase rituale, cărţi de rugăciune și alte obiecte ritualice.

Sinagoga Baal Shem Tov este singura sinagogă de lemn din estul Europei a cărei arhitectură este păstrată intactă și în care activitatea de cult s-a desfășurat continuu, chiar dacă comunitatea evreilor din zonă a variat ca mărime. În prezent, sinagoga este locul în care se organizează şi activităţi culturale legate de istoria evreilor din Piatra Neamţ şi din întreaga Românie (expoziţii, simpozioane, seri de film, lansări de carte), evocarea culturală și istorică contribuind la păstrarea identității de neam și religioase.