A catedral de Cagliari, oficialmente a Catedral de Santa Maria Assunta e Santa Cecília, é o principal local de culto em Cagliari. Chegando a Cagliari de avião, é impossível não reparar na sua cúpula. A catedral de Santa Maria, o lugar simbólico de culto da cidade juntamente com a basílica de Bonaria, torre sobre o distrito de Castello com uma imponente massa, ladeada pelo Palazzo Regio e pelo antigo Palazzo di città. A igreja, com 35 metros de comprimento, 34 metros de largura e 32 metros de altura, foi construída em formas gótico-românicas. É conhecida desde 1255: era a catedral com a santa padroeira Santa Cecília (mais tarde recebeu o nome de Santa Maria). Entre os séculos XIII e XIV, os Pisanos ampliaram-na, mas o seu aspecto actual é o resultado de intervenções catalão-arragonesas que duraram quatro séculos. Com um apêndice no início do século XIX: a fachada de mármore barroco de 1704, inspirada pelas catedrais de Lucca e Pisa, foi desmantelada na vã esperança de encontrar a medieval por baixo. Foi substituído em 1931 por uma estrutura de mármore neo-românica.
As formas barrocas remontam às obras do período quinquenal 1669-74: ampliação da nave e construção de pilares para suportar o novo telhado superior e a famosa cúpula. As obras deram à Catedral uma aparência ascendente, reforçando a sua majestade. A torre sineira, a contra-fachada, as paredes do perímetro do transepto e os dois portais laterais permaneceram do traçado original de Pisan.
O plano é em cruz latina: três naves e transepto, chão de mármore e capelas enriquecidas com obras como o tabernáculo de prata e o espinho sagrado. Encostado à parede da nave está o púlpito de Guglielmo, um púlpito esculpido para a Catedral de Pisa, mais tarde transferido para Cagliari (1312). Também de grande valor são a Madona e a Criança, uma escultura de madeira dourada (século XIV), a lâmpada de prata de Giovanni Mameli (1602) e as pinturas do tecto central de Filippo Figari.
Por baixo do altar está o santuário dos Mártires, uma cripta escavada na rocha (1618), que alberga 192 relíquias, distribuídas em nichos, obra de mestres de Cagliari e da Sicília. O tesouro da catedral é guardado na sacristia: o Tríptico de Clemente VII, atribuído a uma oficina flamenga (século XV), o Retablo dei Beneficiati, criado por artistas napolitanos, e o maravilhoso antependium dos ourives de Palermo
