La cathédrale S. Maria del Fiore est la quatrième plus grande église du monde chrétien: 153 mètres de long, 39 mètres de large aux nefs et 90 mètres au transept, bien plus qu'un terrain de football. Elle a été construite sur un projet d'Arnolfo di Cambio à partir de 1296 pour remplacer l'ancienne basilique S. Reparata et, malgré son aspect uniforme et harmonieux, sa construction a été longue et complexe. La prolongation des travaux a eu pour conséquence que de grands artistes de toutes les époques ont pu apporter leur contribution, de Giotto à qui l'on doit le clocher à Brunelleschi, auteur de l'extraordinaire coupole octogonale de 91 mètres de haut et d'un diamètre de près de 42 mètres, dont l'élévation a été l'entreprise architecturale la plus ardue et la plus audacieuse du XVe siècle.
Austère et grandiose à la fois, l'intérieur abrite une quantité d'œuvres d'art impossible à énumérer. On remarque le sol en marbre polychrome avec l'illusion d'optique d'un abîme, les 44 vitraux originaux du début de la Renaissance (sur un total de 55) et l'immense Jugement dernier qui se détache dans la coupole décorée de fresques de Giorgio Vasari et Federico Zuccari (1572-79).
Dans la nef de gauche, vous pourrez admirer un célèbre portrait de Dante réalisé pour le bicentenaire de sa naissance et intitulé Dante avec le livre de la Comédie, trois royaumes et la ville de Florence. Il a été réalisé par Domenico di Michelino en 1456 et représente en arrière-plan l'Enfer, le Purgatoire, le Paradis et une ligne d'horizon du XVe siècle de Florence. De la deuxième travée de la nef droite, on descend aux fouilles de l'ancienne église S. Reparata (peut-être du Ve siècle, modifiée à l'époque romane), qui était la cathédrale fréquentée par Dante et ses contemporains. Aujourd'hui, Brunelleschi y est enterré et des objets romains et médiévaux, des fragments de sol en mosaïque, des pierres tombales du XIVe siècle, des fragments de la décoration picturale d'origine y sont conservés.