De kathedraal gewijd aan Santa Maria Assunta werd gebouwd rond 1120 op een reeds bestaande kerk gewijd aan Santa Maria verwoest door een hevige aardbeving. De gevel in Pisaanse Romaanse stijl dateert uit de derde eeuw, toen de kerk werd vergroot en versierd waarschijnlijk ook door Nicola Pisano die werkte aan de nabijgelegen doopkapel.
Het interieur heeft een Latijns kruis met drie beuken verdeeld door 22 granieten kolommen en muren geschilderd in zwart-witte banden. In het linkerschip is er de Pergamon, herbouwd met elementen afkomstig uit THEII
De kathedraal heeft een late Renaissance uitstraling door de voortdurende renovaties die door de eeuwen heen plaatsvonden, zoals het grandioze cassette plafond met decoratieve geometrische elementen.
In het centrum van het schip zijn de bustes van de heiligen van de Volterra kerk: Sant ' Ugo, San Giusto, San Lino Papa, San Clemente en de Heiligen Actinia en Greciniana.
