De kathedraal van Altamura is een van de vier paltsbasilieken van Apulië, d.w.z. onder directe afhankelijkheid van de Zwabische keizer. Een groot deel van de oorspronkelijke kerk stortte in bij de aardbeving van 1316 en werd herbouwd tijdens het bewind van Robert van Anjou.Er werd aan gewerkt door de zonen van een zekere meester Consiglio di Bitonto, wiens handtekening te lezen is boven de Porta Angioina, ook bekend als de Porta delle Spezie omdat deze uitkwam op het marktplein. Aan degenen die door deze poort gaan, lijkt de inscriptie op het ogivale archief te zeggen: "Regia Cappella sono, nessuno mi faccia guerra. Ik Koning Robert, beschermd door de Koning van de Hemel, bescherm het. Poort van de hemel, ik ben".De kathedraal onderging andere werken, of liever gezegd uitbreidingen. In 1534 werd de oriëntatie namelijk omgedraaid. Waar de apsis stond, werd de voorgevel gebouwd; en waar de voorgevel stond, werd deze uitgebreid met het priesterkoor en het koor. Enkele jaren later, in ieder geval in 1557, werden de twee machtige klokkentorens verhoogd. De keizer was Karel V van Habsburg, wiens grote wapen gemakkelijk herkenbaar is. De bovenste, barokke spitsen van de klokkentorens werden in 1729 toegevoegd.Het hele bouwwerk vindt zijn punt van evenwicht en symmetrie in het wonderbaarlijke roosvenster, een meesterwerk van de 14e-eeuwse Apulische beeldhouwkunst, waaruit het centrale oog lijkt te stralen, 15 kleine zuilen verbonden door ineengestrengelde boogjes.Het is echter het portaal, gotisch en wellicht uit het begin van de jaren 1400, dat ons verbijsterd naar boven laat kijken. Het is een triomf van decoratie en beeldhouwkunst, binnen een vooruitstekend prothyrum, rustend op twee trotse leeuwen, herbouwd in 1533, die bijna de deur van de kathedraal bewaken.Op de bogen van de deur zijn 22 van de belangrijkste scènes uit het leven van Jezus gebeeldhouwd, van zijn geboorte tot zijn dood en verrijzenis. Ze gaan van de aankondiging van de engel aan Maria tot de Geboorte.Op de voorgevel staat in het midden, in de lunet, de tronende Madonna met kind tussen twee engelen, en daaronder, op de architraaf, het Laatste Avondmaal met links Christus die de kus van Judas ontvangt. Dit zijn ware meesterwerken van middeleeuwse, gotische, Apulische beeldhouwkunst.Het interieur toont al zijn grootsheid. De indeling is die van een basiliek met drie brede beuken met zuilen en pilaren, met prachtige kapitelen, vrijwel zeker van Zwabische oorsprong.De kathedraal bezit ook twee belangrijke schilderijen uit de Italiaanse 19e eeuw: de bekering van Paulus, geschilderd door Domenico Morelli in 1876, en Maria Magdalena door Francesco Netti. Andere, nog oudere werken versieren de kerk met gratie en smaak. Allereerst is er de elegante gebeeldhouwde stenen ambo, rond 1545; vervolgens, uit 1587, is er de stenen kerststal met de afbeelding van de heilige Jozef, de Madonna en het kindje Jezus, met de andere personages van de kersttraditie binnen een natuurlijke grot, en buiten, de Wijzen en de herders. De maker van de beelden was de kunstenaar Altobello Persio.