Catan : Cités et Chevaliers est la plus complexe des extensions de Catan et celle qui transforme le plus le jeu original, le rendant plus stratégique et augmentant la durée des parties. Elle est donc réservée aux joueurs expérimentés souhaitant aller au-delà du jeu familial et décontracté. Les parties de Catan : Cités et Chevaliers se jouent avec 13 points de victoire au lieu des 10 habituels. L'un des changements les plus importants de cette extension est le dé d'événement. À chaque lancer de dé, les joueurs, en plus des deux dés habituels, lancent un troisième dé qui peut permettre aux barbares d'avancer dans leur expédition vers Catan, ou d'obtenir des cartes de progression si leur ville est suffisamment développée. Dans Catan : Cités et Chevaliers, les joueurs peuvent se protéger du brigandage et de ses effets en renforçant les remparts de leur ville. Ils peuvent construire ces remparts en payant deux briques, augmentant ainsi le nombre maximum de cartes qu'ils peuvent avoir en main lorsque le brigand apparaît. Une autre façon de se protéger contre les brigands est d'utiliser des chevaliers. Dans cette extension, les cartes de développement n'existent plus ; pour acquérir des chevaliers, les joueurs doivent donc les acheter directement. Ces chevaliers sont placés sur le plateau et peuvent servir à repousser les brigands, à couper les routes commerciales des autres joueurs, à protéger leurs propres carrefours ou à combattre les barbares.
 À chaque arrivée des barbares à Catane, tous les joueurs doivent unir la force de leurs chevaliers pour les affronter. En cas d'échec, les joueurs ayant le moins contribué à l'effort global verront l'une de leurs villes rasée. Dernier ajout majeur de cette extension : les trois nouveaux matériaux : le papier, le tissu et l'argent, disponibles uniquement dans les villes situées respectivement en bordure des forêts, des prairies et des montagnes. Ces nouveaux matériaux permettent aux villes de progresser et d'obtenir de nouvelles cartes de développement, ainsi que les villes les plus avancées dans chaque type de progression, pour atteindre le statut de métropole. Obtenir ce statut confère aux joueurs 2 points de victoire supplémentaires.