La religión inca estaba presidida por un conjunto de poderosos dioses del cielo, el más importante de los cuales, si bien un tanto remoto, era Viracocha. Había tres deidades que intervenían más activamente en la vida cotidiana: Inti, dios del sol; Mama Kilya, diosa de la luna, e Ilyap'a, dios del trueno y del tiempo atmosférico. Estas y otras deidades representaban sus papeles mitológicos en un escenario típicamente amerindio, impregnado de potencias sobrenaturales y esencias sagradas.
Considerado antepasado divino de la familia real inca, Inti era una deidad exclusiva de este pueblo y centro de numerosos rituales estatales: en la ideología inca, el emperador era el «hijo del sol». Solía representarse a Inti con un gran disco dorado rodeado de rayos solares, con rostro humano, y su culto tenía como eje el gran Templo del Sol o Coricancha, en Cuzco, en el que la reluciente imagen solar del dios estaba flanqueada por las momias con complicados ropajes de los emperadores muertos y rodeada por muros cubiertos de láminas de oro sagrado, el «sudor del sol». El vínculo mitológico entre el oro y la ideología inca se manifiesta de modo muy especial en el jardín del templo de Coricancha, en el que pueden admirarse representaciones en oro y plata de todas las formas de vida conocidas por los orfebres de la época, desde una mariposa hasta una llama.
Aunque, en calidad de religión oficial del estado, el culto al sol ocupaba una posición eminente, no era Inti la única deidad venerada en el complejo de Coricancha. También revestía gran importancia Ilyap'a, dios al que se dirigían oraciones para pedir la lluvia fertilizante, pues era él quien recogía agua del cielo, sobre todo de la Vía Láctea, considerada un río celestial que fluía por el cielo nocturno. La lluvia se guardaba en una jarra que poseía la hermana de Ilyap'a y sólo se soltaba cuando este dios rompía el recipiente disparando con su honda un proyectil en forma de rayo. El trueno era el chasquido de la honda y el relámpago el destello de sus ropas al moverse.
Se veneraba a Mama Kilya, diosa de la luna y consorte y hermana de Inti, como madre de la raza de los incas, encargada de señalar el paso del tiempo y, por consiguiente, de regular las fiestas religiosas del calendario ritual. Los incas creían que en los eclipses lunares una gran serpiente o león de la montaña trataba de devorar la imagen celestial de Mama Kilya y asustaban a aquel ser haciendo el mayor ruido posible. La imagen de Mama Kilya en el complejo de Coricancha estaba flanqueada por las momias de anteriores reinas incas (coyas) y el santuario estaba revestido de plata, el color de la luna en el cielo nocturno.
En las creencias religiosas también figuraban otros dioses menores, entre los que destacaba Cuichu, el arco iris, y un grupo de seres sobrenaturales femeninos, como Pacha Mama, la madre de la tierra, y Mama Coca, la madre del mar.