Katedrala, posvečena Santa Maria Assunta, je bila zgrajena okoli leta 1120 na že obstoječi cerkvi, posvečeni Santa Mariji, ki jo je uničil silovit potres. Pročelje v Pisanskem romanskem slogu sega v tretje stoletje, ko je cerkev razširila in krasila najverjetneje tudi Nicola Pisano, ki je delal na bližnji Krstilnici.
Notranjost ima latinski križ s tremi ladjami, razdeljenimi z 22 granitnimi stebri in stenami, pobarvanimi v črno-bele pasove. V levi ladji je Pergamon, obnovljen z elementi, ki izvirajo iz THEII
Katedrala ima pozno renesančni videz zaradi nenehnih prenov, ki so potekale skozi stoletja, na primer grandioznega kasetiranega stropa z okrasnimi geometrijskimi elementi.
V središču ladje so doprsni kipi svetnikov Cerkve Volterra: Sant ' Ugo, San Giusto, San Lino Papa, San Clemente in svetniki Actinia in Greciniana.