Il Duomo fiorentino come lo vediamo oggi è il risultato di un lungo lavoro che attraversa oltre sei secoli di storia. Il progetto architettonico che sta alla base è quello disegnato da Arnolfo di Cambio alla fine del Duecento, la cupola che lo ha reso un simbolo di tutta la Toscana è frutto del genio rinascimentale di Filippo Brunelleschi, la facciata che lo ha completato è addirittura opera del tardo Ottocento.

Fra questi estremi si colloca tutta la serie di interventi strutturali e decorativi, sia all'esterno che all'interno, che hanno arricchito la storia del monumento: dalla costruzione delle due sacrestie al pavimento marmoreo cinquecentesco, dall'esecuzione delle sculture a quella degli affreschi, firmati da Paolo Uccello, Andrea del Castagno, Giorgio Vasari e Federico Zuccari (il Giudizio Universale della cupola).

La terza e ultima cattedrale fiorentina (cattedrale è la chiesa dove ha sede la cattedra vescovile) fu intitolata nel 1412 a Santa Maria del Fiore con chiara allusione al giglio, simbolo della città, e sorse sopra la seconda cattedrale, che la Firenze paleocristiana aveva dedicata a Santa Reparata e che rimase in attività per nove secoli, fino all'abbattimento decretato nel 1375: di questa costruzione, grande poco più della metà di quella attuale e fornita di due campanili, sono oggi visibili ampi resti nell'area archeologica sottostante il Duomo.

La torre campanaria di Santa Maria del Fiore fu iniziata da Giotto nel 1334, portata avanti, dopo la sua morte, da Andrea Pisano ed ultimata nel 1359 da Francesco Talenti, creatore dei finestroni dei livelli alti. Estremamente ricca è la decorazione scultorea con 56 rilievi in due registri sovrapposti e con 16 statue di grandezza naturale nelle nicchie opera di maestri fiorentini del '300 e '400, fra cui Andrea Pisano, Donatello e Luca Della Robbia.