Pirmoji bažnyčia buvo pastatyta V a. toje vietoje, kur buvo palaidotas Modenos globėjas šventasis Geminianas. Tačiau maždaug XI a. viduryje vietoj esamos bažnyčios pradėta statyti nauja, didesnė ir gražesnė, tačiau to paties šimtmečio pabaigoje gyventojai nusprendė pastatyti dar vieną, nes antrasis pastatas nebuvo labai stabilus. Trečiosios statybos darbai prasidėjo 1099 m. gegužę, juos vykdė architektas Lanfranko, padedamas Comacini meistrų, įgudusių mūrininkų ir akmentašių, bei skulptoriaus Wiligelmo, kuris tikriausiai dirbo ir prie fasado. Šiam architektūriniam darbui buvo panaudotos įvairios medžiagos iš senųjų romėnų pastatų.1106 m. šventojo Geminiano kūnas buvo perkeltas į naująją bazilikos kriptą, sakralinis pastatas buvo tik uždengtas ir dar nebaigtas statyti. Vėliau prie jos įgyvendinimo savo darbą atidavė ir meistrai iš Kampionės, vienas iš jų - Anselmo da Kampionė, kuris pastatė varpinę ir užbaigė katedrą.Visą pastatą kerta daugybė lodžijų, esančių moterų galerijų aukštyje ir sudarančių aklinų arkadų dalį. Fasadas yra nuožulnus ir dviem piliastrais padalytas į tris sektorius, atitinkančius navas. Yra trys portalai, visi be lunetų; du šoniniai portalai yra mažesni, o centrinis - didesnis.centre stovi XIII a. Kampionijos meistrų sukurtas rožinis langas, virš kurio pavaizduoti keturi evangelistai, kiekvienas su savo simboliu, o centre - Atpirkėjas. Verta paminėti ir šonines duris: Porta Regia, padarytas iš rausvo marmuro, o visa katedra yra balta, Porta dei Principi ir Porta della Pescheria. Fasadą puošia marmurinis angelas, prispaudęs prie krūtinės gėlę, o nuo 1938 m. restauruoti ir bokštai. Šalia katedros stovi Ghirlandina - šiek tiek daugiau nei 86 m aukščio varpinė, Modenos miesto simbolis, kurio pavadinimas kilo nuo dviejų "girliandų" - marmurinių turėklų, kurie jį charakterizuoja.Bažnyčia yra trijų navų, kurių kiekviena baigiasi apside, ir neturi transepto. Presbiterija ir choras yra iškilę virš kriptos.