Esternamente, la cattedrale colpisce per la sua facciata marmorea a capanna preceduta da un elegante loggiato a tre arcate a tutto sesto, mentre il resto del corpo dell’edificio è rivestito in laterizio. Il complesso è dominato da un campanile candido che svetta sopra la piazza, la quale, curiosamente, pare abbia ispirato l’architetto Inigo Jones per la progettazione del famoso Covent Garden di Londra.

L’interno è caratterizzato da una pianta a croce latina con una navata unica, affiancata dalle cappelle del Santissimo Sacramento e della Concezione di Maria. Un elemento di spicco è l’altare maggiore, impreziosito da marmi policromi che furono originariamente donati dalla corte dei Medici.

Dal punto di vista artistico, il Duomo custodisce tesori che da soli giustificano una visita approfondita. Il capolavoro più prezioso è il “Cristo coronato di spine” del Beato Angelico, una tavola collocata all’interno della cappella del Sacramento dal 2006 e celebre per la profonda espressività del volto di Cristo. Oltre a quest’opera, si possono ammirare tele di maestri come Jacopo Ligozzi, Domenico Cresti (il Passignano) e Jacopo Chimenti, i quali contribuirono a rendere la cattedrale un centro d’arte di rilievo.