Katedralen, der er dedikeret til Himmelfart, blev genopbygget omkring 1120 på en allerede eksisterende kirke, der var dedikeret til Sankt Maria. Den fremspringende facade er horisontalt delt af en gesims med fletninger og blomster, mens den vertikalt er delt i tre rum af stærke firekantede pilastre i lombardstil.
Indsættelsen af marmorportalen med dens geometrisk indlagte lunette, der er dannet af plademateriale fra romersk tid, è at dateres til det 13. århundrede, hvor hele bygningen blev udvidet og udsmykket, ifølge Vasari, af Nicola Pisano.
.Det indre har i sin struktur og indretning bevaret den romanske form af et latinsk kors med tre skibe, men har på grund af løbende renoveringer gennem århundrederne bevaret et senrenæssanceudseende, især på linjen af skibene. Kassetteloftet, der er smukt dekoreret med kors, romber, ottekantede felter, blomster, helgenfigurer og forskellige farver og guld, er designet og udført af Francesco Capriani, udskåret af Jacopo Pavolini da Castelfiorentino og forgyldt af Fulvo della Tuccia. I midten af skibet står Helligånden (Paradiset). Rundt om den er der buster af Volterra-kirkens helgener: Sankt Hugh og Sankt Just, Sankt Linus Pave, Sankt Clement, Sankt Attinia og Sankt Greciniana. Attinia og Greciniana.
I midten af tværskibet er Jomfruen optaget til himlen med den hellige Victor og den hellige Octavian på hver side.
.
