Celebre per il culto mariano legato al ritrovamento dell'Immagine della Madonna, la Basilica di Santa Maria all'Impruneta ha caratteristiche cinquecentesche, sebbene la sua costruzione risalga all'XI secolo. È situata in piazza Buondelmonti e la storia delle sue origini si perde nel mito.

Secondo la leggenda, in epoca remota gli abitanti di Impruneta vollero erigere un tempio in onore della Madonna. Tuttavia, ogni qualvolta terminava la costruzione delle mura, queste si disfacevano la notte seguente, costringendoli a ricominciare daccapo. Pensando che la Vergine non gradisse il luogo, si stabilì che tutto il materiale venisse caricato su di un carro e trascinato da dei buoi. Nel punto dove si fossero fermati gli animali, per volontà della Santa, sarebbe stata eretta la chiesa.
I buoi si incamminarono e si inginocchiarono in un punto ben preciso. Gli abitanti di Impruneta, allora, iniziarono gli scavi per preparare le fondamenta della nuova pieve e fu così che venne alla luce una tavola dipinta. Riconobbero in essa l'effigie della Madonna raffigurata da San Luca Evangelista in persona e portata in Italia da San Romolo, il vescovo di Fiesole, che l'aveva nascosta per proteggerla dalle persecuzioni contro i cristiani.
La "plebs Sancte Mariae in Pineta" fu consacrata nel 1060 dal cardinale Umberto di Selva Candida. Divenne subito celebre per questo suo ruolo di custode della Sacra Immagine della "Signora delle Acque", alla quale si soleva chiedere miracoli traslandola dalla basilica e portandola in processione anche nelle città vicine. L'icona della Madonna venne chiamata in causa in occasione delle grandi piogge nel 1368 e nel 1392, della siccità che colpì Firenze nel 1534 o durante l'assedio degli spagnoli nel 1529-30.
In origine l'edificio stato concepito in stile romanico, ma nel corso degli anni è stato più volte ristrutturato. L'interno, a navata unica, conserva numerose opere d'arte, come le terracotte robbiane, i dipinti del XVII secolo di Jacopo Chimenti, Matteo Rosselli, Luca della Robbia, Domenico Cresti e Cristofano Allori.
Presso la Sala Silvani della Basilica, inoltre, è possibile accedere al Museo del Tesoro di Santa Maria all'Impruneta. Il museo conserva svariate opere, alcune delle quali legati alle processioni durante le quali venivano offerti doni alla Madonna. Vi sono poi un gruppo di omaggi delle granduchesse medicee. Molto ricca è anche la sezione dei codici miniati, con sette manoscritti del XIV secolo e quattro risalenti al Cinquecento.