СОБОР («Кафедральный собор») посвящен Санта Марии дель Фьоре (Santa Maria del Fiore) и отличается типичной итальянской готической архитектурой. Существующее здание было разработано Арнольфо ди Камбио (Arnolfo di Cambio) (1245-1302 гг.), одним из самых великих архитекторов и скульпторов своего времени. Законченный приблизительно в 1367 году, собор был полностью покрыт цветным мрамором, как и более ранний Баптистерий. Внутри собора находится несколько важных произведений искусства, которые ярко выделяются на фоне строгих Готических форм архитектуры. Наиболее важными произведениями искусства в Соборе являются две фрески на правой стене, показывающие «наемников» (генералы) Паоло Уччелло (1436 г.) и Адреа дель Кастаньо (1456 г.) верхом на лошадях. Многие из скульптур Кафедрального собора теперь хранятся в Музее Собора, но другие находятся все еще на своих первоначальных местах, в частности, двери Ризницы (Бронзовая дверь Ризницы), и, конечно, роскошные витражи, главным образом, выполненные в 1434-1445 годах по проектам таких художников как Донателло, Андреа дель Кастаньо и Паоло Уччелло. Также известный своей деревянной инкрустацией буфет Ризницы, выполненный по проектам Брунеллески, Антонио Дель Поллаиоло и других.