La Chiesa, dedicata a San Lorenzo, è un edificio gotico la cui costruzione iniziò nel 1345 su un'antica chiesa romanica. Il fianco sinistro è forato da finestroni gotici e presenta molti inserti di epoche diverse: il pulpito quattrocentesco da cui predicò San Bernardino da Siena, il portale scolpito da Ludovico Scalza, la statua bronzea di Giulio III. La cattedrale è composta da tre navate di uguale altezza con imponenti basamenti in marmo bianco e rosso e presenta una grande vetrata circolare con la raffigurazione del martirio realizzata da Ludovico Caselli. L'interno è di chiara influenza nordica ed è arricchito da decorazioni e stucchi settecenteschi, restaurati a metà Ottocento. Dalla cappella di destra del presbiterio si accede alla quattrocentesca sagrestia, affrescata da Gian Antonio Pandolfi. Annesso alla Cattedrale si trova il Museo Capitolare, che conserva opere d'arte e arredi liturgici provenienti dallo stesso Duomo, da altre chiese della diocesi e da donazioni.