Il Duomo di Orvieto è il simbolo della città, nonché una delle più belle cattedrali d'Italia e del mondo. La sua costruzione inizia nel 1290, per volere condiviso di Chiesa e Comune. Il fine principale di tale opera era quello di creare un'unica grande cattedrale dedicata a Santa Maria Assunta in Cielo, che andasse a sostituire le due malridotte chiese preesistenti sulla piazza.

Il Duomo è una magnifica costruzione che accorpa diversi stili architettonici ed in particolare lo si può definire un mirabile esempio di equilibri e commistioni di stili gotico e romanico. Di grande effetto è certamente l'imponente facciata con le 4 guglie che poggiano su altrettanti bassorilievi con rappresentate scene della Bibbia (Vecchio Testamento, Nuovo Testamento e Giudizio Universale).

A questo livello sono anche le tre porte in bronzo, opera dello scultore Emilio Greco, le quali dal 1970 hanno preso il posto delle originali porte in legno, per evitarne il deterioramento. Altri elementi di spicco della facciata sono il baldacchino dedicato alla Vergine Maria (posto sopra il portale di accesso centrale) e le sculture bronzee che rappresentano simbolicamente i 4 Evangelisti: l' Angelo (San Matteo), il Leone (San Marco), l'Aquila (San Giovanni), il Toro (San Luca). Sempre dedicati a Maria, sono gli stupendi mosaici che raccontano la storia e le scene di vita della Vergine, dall'Assunzione in cielo, alla Natività, fino all'Incoronazione. Elemento centrale e fulcro della facciata è infine il grande Rosone, opera di Andrea di Cione detto l'Orcagna. Esso è formato da un doppio giro di colonnine con archi intrecciati, dove al centro spicca il volto di Cristo Redentore.

Alle diverse fasi di progettazione e costruzione del Duomo contribuirono molte personalità di spicco, tra le quali: Arnolfo di Cambio e Lorenzo Maitani per la progettazione, nonché numerosi scultori, orafi e pittori per la fase di "abbellimento" e rifinitura.

Tra gli scultori ricordiamo Ippolito Scalza (architetto locale già artefice di diverse opere ad Orvieto tra cui il Palazzo Comunale), mentre tra i pittori citiamo Gentile da Fabriano, Beato Angelico, Ugolino di Prete Ilario e Luca Signorelli. A questi ultimi si devono gli affreschi delle due splendide cappelle "del Corporale" e "di San Brizio".

Strettamente legata alla fase costruttiva della cattedrale è la vicina Torre di Maurizio, che si trova tra la piazza e l'inizio di Via del Duomo; in cima a questa torretta è ancora funzionante e ben visibile la statua bronzea che "batte le ore", percuotendo con un martello una grande campana. La torre, dotata di un "ariologium de muricio", (ovvero orologio di muro e quindi di "cantiere") aveva lo scopo di scandire gli orari di lavoro per le maestranze impegnate nella costruzione del Duomo. Il popolare nome di Maurizio dato alla statua bronzea posta in cima si ritiene derivato proprio da un'alterazione della parola "muricio".

Molti documenti originali e carteggi relativi alle diverse fasi di costruzione e progettazione della cattedrale sono custoditi ed esposti nel Museo dell'Opera del Duomo.