Die Kathedrale ist Unserer Lieben Frau von Mariä Himmelfahrt geweiht und wurde um 1120 auf einer bereits bestehenden, der Heiligen Maria geweihten Kirche errichtet. Die vorspringende Fassade wird horizontal durch ein Gesims aus Zöpfen und Blumen gegliedert, während sie vertikal durch kräftige viereckige Pilaster des lombardischen Typs in drei Abschnitte unterteilt ist. Die Einfügung des Marmorportals mit seiner geometrisch eingelegten Lünette, die aus Abschnitten aus der römischen Epoche besteht, geht auf das 13. Jahrhundert zurück, als das gesamte Gebäude laut Vasari von Nicola Pisano vergrößert und verziert wurde. Der Innenraum, der in seiner Struktur und Aufteilung die romanische Form eines lateinischen Kreuzes mit drei Schiffen beibehält, bietet aufgrund der ständigen Renovierungen im Laufe der Jahrhunderte ein Aussehen der Spätrenaissance, insbesondere an der Linie der Schiffe. Die Kassettendecke, die mit Kreuzen, Rauten, Achtecken, Blumen, Heiligenfiguren und verschiedenen Farben und Gold verziert ist, wurde von Francesco Capriani entworfen und ausgeführt, von Jacopo Pavolini da Castelfiorentino geschnitzt und von Fulvo della Tuccia vergoldet. In der Mitte des Kirchenschiffs befindet sich der Heilige Geist (Paradies). Rundherum befinden sich Büsten der Heiligen der Kirche von Volterra: St. Hugh und St. Just, St. Linus Papst, St. Clemens, SS. Attinia und Greciniana. In der Mitte des Querschiffs befindet sich die Jungfrau Maria, die in den Himmel aufgenommen wurde, mit dem Heiligen Viktor und dem Heiligen Oktavian an den beiden Seiten.
