Ο καθεδρικός ναός αφιερωμένος στη Santa Maria Assunta χτίστηκε γύρω στο 1120 σε μια προϋπάρχουσα εκκλησία αφιερωμένη στη Σάντα Μαρία που καταστράφηκε από βίαιο σεισμό. Η πρόσοψη στο ρωμανικό στυλ Pisan χρονολογείται από τον τρίτο αιώνα, όταν η εκκλησία διευρύνθηκε και κοσμείται πιθανότατα και από τον Nicola Pisano που εργάστηκε στο κοντινό Βαπτιστήριο.
Το εσωτερικό έχει ένα λατινικό σταυρό με τρία κλίτη που χωρίζονται από 22 στήλες γρανίτη και τοίχους ζωγραφισμένους σε ασπρόμαυρες ζώνες. Στο αριστερό κλίτος υπάρχει η Περγάμου, ξαναχτίστηκε χρησιμοποιώντας στοιχεία που προέρχονται από THEII
Ο καθεδρικός ναός έχει μια καθυστερημένη αναγεννησιακή εμφάνιση λόγω των συνεχών ανακαινίσεων που έλαβαν χώρα κατά τη διάρκεια των αιώνων, όπως η μεγαλοπρεπή οροφή με διακοσμητικά γεωμετρικά στοιχεία.
Στο κέντρο του ναού βρίσκονται οι προτομές των Αγίων της εκκλησίας Volterra: Sant'ugo, San Giusto, San Lino Papa, San Clemente και οι Άγιοι Actinia και Greciniana.