Собор был спроектирован и построен в период с 1215 года по 1263 год на месте более раннего здания. Собор имеет форму латинского креста со слегка выступающим трансептом, также собор имеет купол и колокольню. Купол покоится на восьмиугольном основании при поддержке колонн. Купольный фонарь был добавлен Джованни Лоренцо Бернини. Неф отделен от двух проходов полукруглыми арками. Снаружи и изнутри собор отделан белым и зеленовато-черным мрамором с добавлением красного мрамора на фасаде. Черный и белый — геральдические цвета Сиены, их происхождение связано с белой и черной лошадьми основателей города, Сения и Аския. В интерьере собора примечательны исключительный по художественной выразительности мозаичный пол, пышно декорированная кафедра работы Никколо Пизано и статуя Иоанна Крестителя, изваянная Донателло. Некоторые из художественных сокровищ Дуомо — как, например, знаменитая ʺМаэстаʺ Дуччо и витражи по эскизам Чимабуэ — ныне украшают соборный музей.
