La majestuosa y enorme catedral fue construida en estilo gótico italiano. Su construcción fue iniciada por el Papa Urbano IV y duró tres siglos, desde el siglo XIV hasta el XVI. Desde el exterior, la atención se centra en un gran rosetón, mosaicos dorados que decoran la fachada y tres pares de grandes puertas de bronce cubiertas con bas -relieves.
La catedral consta de una nave y dos pasillos. Están separados por filas de columnas cilíndricas de travertino y basalto. También puede ver una gran vidriera realizada en la primera mitad del siglo XIV por Giovanni di Bonino, un maestro del vidrio de Asís.
Hay dos capillas en el templo, cuyas paredes están decoradas con frescos antiguos que representan escenas del Día del Juicio Final. En el templo se guarda un relicario con un corporal con manchas de sangre. Según la tradición, se produjo un milagro en la cercana ciudad de Bolsena: durante la misa, la Hostia comenzó a sangrar tanto que manchó la tela del altar. Esto fue para probar el milagro de la transubstanciación.