Dedicada a l'Assumpció, la catedral va ser reconstruïda cap al 1120 sobre una església preexistent dedicada a Santa Maria. La façana sortint és; dividit horitzontalment per un marc de trenes i flors mentre que verticalment ho és; dividit en tres trams per fortes pilastres quadrangulars de tipus llombard.
La inserció del portal de marbre amb la lluneta amb incrustacions geomètriques, feta amb material de fulles d'època romana, és un original. per tornar al segle XIII. quan tota la fàbrica va ser ampliada i adornada, segons Vasari, per Nicola Pisano.
L'interior, tot i que conserva la forma romànica de creu llatina en l'estructura i el traçat, de tres naus, a causa de les contínues renovacions que es van fer al llarg dels segles, ofereix un aspecte renaixentista tardà, sobretot en la línia de les naus. . el sostre enteixinat, agradable juntament amb creus, rombes, octògons, flors, figures de sants i diversos colors i or, dissenyat i instal·lat per Francesco Capriani, tallat per Jacopo Pavolini de Castelfiorentino i daurat per Fulvo della Tuccia. Al centre de la nau hi ha la; l'Esperit Sant (Cel). Al seu voltant hi ha els bustos dels sants de l'església de Volterra: S. Ugo i S. Giusto, S. Lino Papa, S. Clemente, els SS. Actinia i Greciniana.
Al centre del transsepte hi ha a la Verge Assumpta al cel amb Sant Vittore i Sant Ottaviano a banda i banda.
