Santa Maria del Fiore là một trong 4 nhà thờ lớn nhất thế giới, được xây dựng từ năm 1296 đến năm 1436 mới hoàn thành do kiến trúc sư Arnolfo di Cambio thiết kế. Nhà thờ được xây dựng theo lối kiến trúc Gothic-đặc trưng kiến trúc cổ của Tây Âu trong khoảng từ thế kỷ XIII đến XV. Công trình gồm 2 phần: giáo đường phía trước bằng đá cẩm thạch nhiều màu và tòa nhà mái vòm phía sau với phần mái vòm được xây bằng gạch đỏ. Riêng các mái vòm của nhà thờ là thiết kế của kiến trúc sư Filippo Brunelleschi. Nhà thờ nằm ngay trung tâm thành phố florence còn được gọi là nhà thờ chính tòa.
Bên ngoài nhà thờ được trang trí hoàn toàn bằng đá cẩm thạch với nhiều màu sắc độc đáo khác nhau như màu xanh lục hay màu hồng giáp trắng. Cũng như các công trình kiến trúc khác được xây dựng theo lối Gothic, bên trong thánh đường Santa Maria Del Fiore được tạo nên bởi vô số những mái vòm với đường cong tinh tế. Có tận mắt chứng kiến mới thấy được hết sự điêu luyện của lối kiến trúc này. Sự xen kẽ của những cột trụ lớn-nhỏ tạo nên nhịp cho chính đường và làm tăng ấn tượng về chiều dài, chiều ngang. Sự tương ứng giữa chiều cao và chiều rộng của chính đường làm cho người quan sát có cảm giác thực thực ảo ảo về độ cao của đỉnh vòm.
Tuy nhiên, ấn tượng đặc biệt nhất đối với mỗi du khách khi đến đây lại là những ô cửa sổ màu. Toàn bộ nhà thờ có 44 ổ cửa sổ kính màu, tất cả các ô cửa đều sử dụng những tấm kính màu có kích cỡ rất lớn. Các ô cửa sổ bên lối đi đều mô tả lại các vị thánh từ Cựu Ước và Tân Ước, trong khi đó các cửa sổ tròn gần mái vòm và cửa bên trong thánh đường lại miêu tả về Chúa Kitô và Đức Mẹ Maria. Những ô cửa sổ đầy giá trị nghệ thuật này đều được vẽ nên bởi các họa sỹ danh tiếng thời bấy giờ như: họa sỹ Donatello, Lorenzo Ghiberti, Paolo Uccello và Andrea del Castagno. Nhờ kiến trúc mái vòng cung và có đầu nhọn, cộng với hệ thống cửa sổ kính rộng nên toàn thể thánh đường nhận được rất nhiều ánh nắng từ bên ngoài.
Đặc biệt mái vòm với đường kính 45m đã trở thành mái vòm lớn nhất thế giới đây cũng là một trong những chi tiết hút hồn du khách khi đến đây. Với kích thướt khổng lồ và màu đỏ của ngói nhìn từ xa nhà thờ nổi bật như một quả cầu đỏ giữ trung tâm thành phố. Mái vòm nhà thờ được xem là một kỳ công của kiến trúc sư Brunelleschi. Công trình nặng tới 37.000 tấn, sử dụng 4 triệu viên gạch nhưng không cần một hệ thống đỡ phụ bằng gỗ. Trên đỉnh mái vòm có một quả cầu bằng đồng đỏ mạ vàng, bên trên là một cây thánh giá.
Với lối kiến trúc độc đáo nhà thờ Santa Maria Del Fiore đã trở thành một trong những công trình kiến trúc vĩ đại nhất của đất nước hình chiến ủng Italia. Khi đến với nhà thờ cổ kính lớn nhất thế giới này, du khách không khỏi choáng ngợp trước những mái vòm khổng lồ, thánh đường rộng mênh mông cùng những đường cong bên trong nhà thờ mang đậm nét đăc của kiến trúc Gothic. Và không chỉ thế, khi ngắm nhìn từng bức tranh kính đầy nghệ thuật trong tiếng hát thánh ca trong trẻo giữa những hồi chuông ngân vang, bạn sẽ cảm thấy như mình đang lạc vào thế giới của Chúa đầy bình yên và thánh thiện.