Il Duomo di Pisa venne iniziato nel 1064 sotto la supervisione dell'architetto Bruschetto di Giovanni. Il suo completamento avvenne nel 1100. Al suo interno ospita importanti opere come il Pulpito di Giovanni Pisano, dipinti di Andrea del Sarto, del Beccafumi, del Sodoma e del Sogliani.

La facciata e l'abside furono costruite in una seconda fase, probabilmente intorno al 1130, nell'ambito di un progetto di ampliamento affidato allo stesso Bruschetto, anche se alcuni documenti affermato che fu Reinaldo a seguire i lavori. Probabilmente a quest'ultimo spettò invece la decorazione scultorea della nuova parte della cattedrale. Nel 1596, a seguito di un devastante incendio, il Duomo di Pisa subì un radicale restauro. Fortunatamente sia il Pulpito di Pisano che il mosaico di Cimabue nell'abside scamparono alle fiamme. Il Duomo fu protagonista anche della vita del celebre scienziato Galileo Galilei: si dice che fu proprio nella cattedrale che, osservando oscillare una lampada, il fisico intuì la "legge del pendolo".
Con la sua pianta a croce latina e il suo rivestimento di strisce di marmo verde e bianco, il Duomo di Pisa ci testimonia quello che fu lo splendore economico e culturale dell'antica repubblica marinara. Divenuto con il tempo un esempio dello stile romanico pisano, il Duomo risente anche dell'influenza dei rapporti tra la città ed il mondo arabo. Infatti presenta al suo interno, diviso in cinque navate, un gran numero di colonne, che ricordano molto le moschee che sicuramente i marinai pisani avevano avuto modo di ammirare durante i loro viaggi in nord Africa e Medioriente.
Da notare anche come il suo architetto volle in un certo modo anticipare le tendenze rinascimentali progettando un complesso monumentale estraneo alla città vecchia, che gli permise di operare anche sul territorio circostante al Duomo. La facciata classicheggiante di questo, inoltre, suggerì l'idea innovativa di proporre cicli figurati a carattere didascalico all'interno dell'edificio anziché all'esterno, come era in uso all'epoca.
Una delle opere più suggestive all'interno del Duomo è sicuramente il Pulpito, o "pergamo" di Giovanni Pisano, realizzato tra il 1302 e il 1310. La sua complessità è testimoniata dagli archi che ne sorreggono i lati e dalle figure scultoree che sostituiscono le parti di sostegno, così come particolarmente arricchita è la parte iconografica dei pannelli.
Molto apprezzati sono anche i portali, con pannelli in bronzo sui quali furono effettuati rilievi dagli allievi del Giambologna. In prossimità dell'abside si può ammirare il mosaico, la cui figura di S.Giovanni Evangelista fu realizzata da Cimabue. La zona del presbiterio è arricchita dai lavori Andrea del Sarto e del Beccafumi, mentre il transetto è decorato da splendide tele settecentesche.