Il Duomo di Pietrasanta, un edificio a tre navate rivestito di marmo bianco, presenta sulla facciata tre porte con lunette in marmo scolpite a bassorilievo: al centro la Crocifissione, ai lati la Deposizione e la Risurrezione.

La porta del braccio destro del transetto, situata su Via Garibaldi, è sormontata da una lunetta raffigurante San Giovanni Battista, opera di Bonuccio Pardini del XIV secolo.

Sulla facciata del Duomo si possono ammirare tre piccoli bassorilievi: uno raffigura l'emblema di Pietrasanta, mentre gli altri due attestano la dominazione di Genova e Firenze sulla città. Sopra il portone principale spicca lo stemma di Papa Leone X.

All'interno del Duomo di Pietrasanta, a croce latina, si possono ammirare le tracce di diverse epoche storiche. Il restauro più significativo fu voluto dalla Granduchessa Cristina di Lorena nel 1627, periodo a cui risalgono gli altari e i confessionali in marmo. Le pale d'altare e le tele sopra i confessionali sono opere di pittori fiorentini della corte medicea. Il grande crocifisso che domina il catino absidale e i due putti ceroferari sono magnifiche opere bronzee del fiorentino Ferdinando Tacca, datate 1649.

Tra le opere di pregio del Duomo, il pulpito marmoreo è considerato un capolavoro: la tazza esagonale con sculture in altorilievo è attribuita a Donato Benti (1508), il piedistallo a Lorenzo Stagi (1504), e la scala, finemente scolpita in un unico pezzo di marmo, è opera di Andrea Baratta (1696). Le pareti e i soffitti sono decorati con dipinti a chiaroscuro e a colori del pittore milanese Luigi Ademollo, realizzati tra il 1823 e il 1825.


Nella Cappella del Santissimo Sacramento si trova un crocifisso ligneo risalente ai primi del 1300. Nella cappella opposta, si può ammirare il dipinto della Madonna del Sole, patrona della città e del comune di Pietrasanta. Questo dipinto, datato 1424, è opera di un anonimo in elegante stile tardogotico, raffigurante la Vergine con Bambino tra i Santi Giovanni Battista e Giovanni Apostolo.

Il Campanile del Duomo di Pietrasanta, costruito in mattoni, è un'opera incompiuta poiché il progetto originale prevedeva un rivestimento in marmo. Edificato tra la fine del XV e l'inizio del XVI secolo, raggiunge un'altezza di circa 36 metri. All'ingresso si trova una straordinaria scala elicoidale, unica nel suo genere, realizzata sotto la direzione dello scultore e architetto fiorentino Donato Benti.

Questo campanile cinquecentesco, situato accanto alla Collegiata di San Martino, presenta un parallelepipedo in mattoni. Al suo interno si cela un tesoro architettonico, una scala elicoidale autoportante in laterizio, probabilmente ispirata da un'idea di Michelangelo. Questa scala, concepita come una scultura inversa scavata in un monolite di muratura trattato come marmo, è rimasta quasi sconosciuta per circa cinquecento anni.

L'opera fu realizzata durante il soggiorno di Michelangelo a Pietrasanta tra il 1516 e il 1519, periodo in cui si occupava dell'estrazione dei marmi per la facciata della chiesa di San Lorenzo a Firenze, commissionata da papa Leone X, figlio di Lorenzo il Magnifico.

La storia attribuisce questa opera a Donato Benti, nominato da Michelangelo il 27 aprile 1518 come 'suo vero e legittimo procuratore' per l'estrazione e la sbozzatura dei marmi nei monti di La Cappella e nella zona detta Finocchiaia o Trambiserra. Secondo i registri dell'Opera, il campanile fu completato il 13 luglio 1519 e si procedette alla sistemazione di una delle campane grosse.