Cagliarská katedrála, oficiálně katedrála Santa Maria Assunta a Santa Cecilia, je hlavním místem bohoslužeb v Cagliari. Při příletu letadlem do Cagliari si nelze nevšimnout jeho kopule. Nad čtvrtí Castello se impozantně tyčí katedrála Santa Maria, která je spolu s bazilikou Bonaria symbolickým místem bohoslužeb města, a po jejímž boku stojí Palazzo Regio a starobylý Palazzo di città. Kostel, 35 metrů dlouhý, 34 metrů široký a 32 metrů vysoký, byl postaven v goticko-románském slohu. Je známá od roku 1255: byla to katedrála s patronkou svatou Cecílií (později byla pojmenována po svaté Marii). Ve 13. a 14. století jej rozšířili Pisánci, ale jeho současná podoba je výsledkem katalánsko-aragonských zásahů, které trvaly čtyři století. S dodatkem z počátku 20. století: barokní mramorová fasáda z roku 1704, inspirovaná katedrálami v Lucce a Pise, byla rozebrána v marné naději, že se pod ní najde středověká. V roce 1931 byl nahrazen novorománskou mramorovou stavbou.
Barokní tvary pocházejí z let 1669-74: rozšíření lodi a výstavba pilířů, které podpírají novou, vyšší střechu a slavnou kopuli. Práce dodaly katedrále vznosný vzhled a umocnily její majestátnost. Z původní pisánské dispozice zůstala zvonice, pultová fasáda, obvodové zdi transeptu a dva boční portály.
Půdorys je latinský kříž: tři lodě a transept, mramorová podlaha a kaple obohacené díly, jako je stříbrný svatostánek a svatý trn. O stěnu lodi se opírá Guglielmova kazatelna, která byla vytesána pro katedrálu v Pise a později přenesena do Cagliari (1312). Velmi cenná je také Madona s dítětem, zlacená dřevěná socha (14. století), stříbrná lampa od Giovanniho Mameliho (1602) a centrální nástropní malby od Filippa Figariho.
Pod oltářem se nachází svatyně mučedníků, krypta vyhloubená ve skále (1618), v níž je uloženo 192 relikvií rozmístěných ve výklencích, které jsou dílem mistrů z Cagliari a Sicílie. V sakristii je uložen chrámový poklad: Triptych Klementa VII., připisovaný vlámské dílně (15. století), Retablo dei Beneficiati, vytvořené neapolskými umělci, a nádherné antependium od palermských stříbrníků.