A catedral dedicada a Santa Maria da Assunção é uma esplêndida obra arquitetónica que remonta ao final do século XII, construída sobre a antiga igreja de Santa Maria do Bispado (séculos VIII-XI). Localizada na Praça da Catedral, chama a atenção com a espetacular escadaria da Via dell 'Arringo e pela harmoniosa mistura de estilos, com uma fachada medieval e um elegante pórtico renascentista. A fachada de duas águas, feita de blocos de pedra, é ladeada por uma poderosa torre sineira construída com materiais romanos. Na parte superior da fachada, três rosáceas e grandes nichos ogivais acolhem o mosaico do Cristo abençoador entre a Virgem e São João Evangelista, obra de Solsterno (1207). O pórtico renascentista de Antonio Barocci, com 5 arcos de volta inteira suportados por colunas coríntias, abre-se na parte inferior da fachada, que apresenta um magnífico portal românico anterior a 1198.
O interior tem uma planta em cruz latina com uma abside semicircular, projetada por Luigi Arrigucci. A nave central preserva em grande parte o pavimento de mosaico original do século XII. Entre as capelas destacam-se a Capela Eroli, com frescos de Pinturicchio, e a Capela da Assunção, decorada por Giovanni da Spoleto e Jacopo Siciliano. Na nave direita encontra-se a Cruz de Alberto Sotio, uma preciosa pintura em pergaminho de 1187. No presbitério, a última obra-prima de Filippo Lippi: um ciclo de frescos com as Histórias da Virgem, criado em 1467 e concluído pelo seu filho Filippino, representa uma síntese da arte do mestre.
A cripta semianular de São Primiano, do século IX, é acessível a partir da casa paroquial e alberga também o Arquivo Capitular, com preciosos documentos históricos.