A fachada saliente da catedral de São Zeno fica estreita entre a imponente massa do campanário à esquerda e o complexo do antigo palácio dos Bispos à direita. Parece quase que, não podendo expandir-se, decidiu avançar para a Praça da Catedral com o seu elegante pórtico, seis arcadas listradas pela alternância de calcário e serpentina. A estrutura é claramente românica: a igreja, de origem muito antiga, foi de facto reconstruída no século XII, o pórtico e as lógias da fachada são, por sua vez, dos séculos XIV e XV, e foram concluídos em 1505 por Andrea Della Robbia com o arquivolta e a luneta do portal central.

A igreja, originalmente dedicada a São Martinho, mudou de identidade na época lombarda, fase a que provavelmente remonta a base da torre sineira. À devoção a São Zeno juntou-se depois a devoção a São Tiago Maior Apóstolo, aqui venerado com o nome de São Jacopo: a catedral conserva uma relíquia, que chegou à cidade por volta de 1145, proveniente de Santiago de Compostela. Os dois santos padroeiros são retratados nas estátuas que se destacam na parte superior da fachada. O interior da catedral, dividido em três naves, apresenta uma esplêndida tribuna barroca e frescos do início do século XVII de Passignano e Pietro Sorri. As obras de arte mais ilustres são, no entanto, o Crucifixo de madeira esculpido e pintado a têmpera, uma obra de 1274 de Coppo di Marcovaldo e do seu filho Salerno, e o grande altar de São Jacopo, uma obra em folha de prata com relevo, realizada em várias fases entre o final do século XIII e meados do século XV.