"Surge aislado por todas y cada una de las partes de la Catedral, en el gran plano silencioso y verde, encerrado por los muros adornados de la ciudad medioeval, que, en esa soledad elevó admirables monumentos de su vida pasada […] En aquel aislamiento,la catedral nívea, abierta a la vista por doquier, parece ser modelada y llevada a cumplimiento gracias a un vasto y homogéneo acto creador"
El Histórico del arte Pietro Toesca detecta la impresión de fuerza y de armonía que el duomo transmite. El edificio es el fruto de una extraordinaria sabiduría humana sostenida por una fuerte consciencia cívica y por una fé religiosa capaz de modelar a una civilización. Y una catedral no nace por encanto, sino que constituye un punto de llegada, un puerto de atraque concienzudo.
La importancia asignada por los Pisanos a la construcción de la Catedral, puede ser leída en las epígrafes que aún hoy, se hallan muradas en su fachada: la lápida del obispo Guido, que dió inicio a su contrucción posible gracias al fabuloso botín suministrado a los pisanos por el saqueo de Palermo de 1063, la de Buschetto, primer genial arquitecto, en donde el edificio se define como "templo de mármol blanco como la nieve", y aquella relacionada con las empresas contra los moros de Reggio, Sardegna y Bona, en África.
Fundada en 1064 y consagrada con gran solemnidad el 26 de septiembre de 1118, la construcción de la Catedral conoció dos fases, relacionadas respectivamente con los arquitéctos Buscheto, a quien se le debe la implantación original con el cuerpo basilical en cinco naves, crucero en tres naves y cúpula sobre el crucero, y a Rainaldo, responsable de la prolongación del edificio y de la fachada. La construcción fue definitivamente concluída tan solo en el último cuarto del siglo XII cuando, en el portól centrale, fueron colocadas las puertas de bronce de Bonanno, luego perdidos en el devastante incendio de 1595, tras el cual fueron efectuadas imnumerables sustituciones de obras destruídas y se le dió inicio a un amplio programa decorativo.
El Duomo presenta en su paramento externo, contrastadas coloraciones blancoynegras, sea por las zonas de las fajas, cuya matriz es árabe, y un uso macizo de materiales de reutilización procedentes de monumentos de edad romana, todo esto tenía como finalidad de subrayar la grandiosidad de la ciudad de Pisa,"altera Roma". Elementos decorativos como losanges, un grifo de bronce de manifactura islámica en la cumbre del techo, y otros "orientalismos", como la cúpula de base elíptica, radicados en la cultura mediterránea de la ciudad y del arquitécto, dan forma y color a un monumento extraordinariamente nuevo y antiguo a la vez.
El interior presenta la navetcentral delimitada por dos filas de columnas monolíticas en granito de Isola d’Elba, flanqueada por cuatro pequeñas naves, divididas por columnados de menores dimensiones, sobre los cuales se extienden vastos matrones, cubiertos por arcadas en crucero asomados hacia la nave central a través de bíforas y cuadríforas. Cubre la nave central un tejado en madera entablada que ha substituído, en el siglo XVII, los originarios armazones a la vista.
Rico y suntuoso es el aparato decorativo de la Catedral pisana, cuyo desarrollo está relacionado con una história muy a menudo tormentada, remarcada por eventos por la mayor parte de las veces, de calamidades, que hayan su ápice en el incendio de 1595. Por lo que concierne las importantes comisiones que integraron el moblaje de la Catedral en la primera mitad del Trescientos quedan; la decoración musiva de los barreños absidiales – que se debe a Cimabue la figura de San Giovanni Evangelista (1302 ca.), el nuevo púlpito (1302-1310) de Giovanni Pisano y el desmembrado monumento sepulcral del emperador Arrigo VII (1315), un tiempo al centro del ábside, cuyas travesías constructivas se han intentado llevar a la luz a través del proyecto Un monumento para el Emperador.