Katedrála v Cagliari, oficiálne Katedrála Santa Maria Assunta a Santa Cecilia, je hlavným miestom bohoslužieb v Cagliari. Pri prílete lietadlom do Cagliari si nemožno nevšimnúť jeho kupolu. Katedrála Santa Maria, ktorá je spolu s bazilikou Bonaria symbolickým miestom uctievania mesta, sa impozantne týči nad štvrťou Castello a je obklopená Palazzo Regio a starobylým Palazzo di città. Kostol, dlhý 35 metrov, široký 34 metrov a vysoký 32 metrov, bol postavený v goticko-románskom slohu. Je známa od roku 1255: bola to katedrála s patrónkou svätou Cecíliou (neskôr bola pomenovaná po svätej Márii). V 13. až 14. storočí ho rozšírili Pisánci, ale jeho súčasná podoba je výsledkom katalánsko-aragónskych zásahov, ktoré trvali štyri storočia. S dodatkom zo začiatku 20. storočia: baroková mramorová fasáda z roku 1704, inšpirovaná katedrálami v Lucce a Pise, bola demontovaná v márnej nádeji, že sa pod ňou nájde stredoveká. V roku 1931 ho nahradila novorománska mramorová stavba.
Barokové tvary pochádzajú z prác v päťročnom období 1669-74: rozšírenie lode a výstavba pilierov na podporu novej, vyššej strechy a slávnej kupoly. Práce dodali katedrále vznešený vzhľad a umocnili jej majestátnosť. Z pôvodnej pisánskej dispozície zostala zvonica, pultová fasáda, obvodové múry transeptu a dva bočné portály.
Pôdorys je latinský kríž: tri lode a transept, mramorová podlaha a kaplnky obohatené dielami, ako je strieborný svätostánok a svätý Tŕň. O stenu lode je opretá Guglielmova kazateľnica, ktorá bola vytesaná pre katedrálu v Pise a neskôr prenesená do Cagliari (1312). Veľmi cenné sú aj Madona s dieťaťom, pozlátená drevená socha (14. storočie), strieborná lampa od Giovanniho Mameliho (1602) a centrálne stropné maľby od Filippa Figariho.
Pod oltárom sa nachádza svätyňa mučeníkov, krypta vyhĺbená v skale (1618), v ktorej je uložených 192 relikvií rozmiestnených vo výklenkoch, ktoré sú dielom majstrov z Cagliari a Sicílie. V sakristii sa nachádza katedrálny poklad: Triptych Klementa VII., ktorý sa pripisuje flámskej dielni (15. storočie), Retablo dei Beneficiati, ktoré vytvorili neapolskí umelci, a nádherné antependium od palermských strieborníkov.