La Cathédrale de Santa Maria Assunta e San Genesio, cathédrale de San Miniato, a été construite au XIIe siècle, probablement sur les restes d'une chapelle plus ancienne. Initialement nommée en l'honneur de Sainte Marie, elle a été mentionnée pour la première fois en 1195 dans une bulle du pape Célestin III. Lorsqu'en 1248, le village de fondation lombarde qui se trouvait au pied de San Miniato fut détruit, Santa Maria acquit les fonts baptismaux et le titre de San Genesio. À cette époque, le bâtiment a été rénové, la façade a été décorée de bassins en céramique - comme dans la meilleure architecture pisane.
Au XVe siècle, l'église a été agrandie et le puissant clocher a été construit, connu sous le nom de Tour de Matilde, en raison de la légende selon laquelle Mathilde de Canossa est née dans le palais Vicari adjacent.
La façade est saillante et présente un mur en briques avec 26 bassins en céramique décorés, remarquables par leur élégance et leur originalité. Dans la partie inférieure se trouvent trois portails en grès du XVIe siècle.
L’intérieur présente un développement architectural néo-Renaissance, résultat des travaux de Pietro Bernardini au XIXe siècle, avec des décorations baroques. Les trois nefs sont séparées par deux séries d'arcs arrondis reposant sur des colonnes ioniques en faux marbre polychrome et sont couvertes d'un plafond à caissons sculpté et doré du XVIIe siècle.
Le 22 juillet 1944, un obus de l’artillerie américaine pénètre dans l'église par la demi-couronne du transept sud et explose dans la nef droite, tuant 55 personnes. La cathédrale était remplie de citoyens qui avaient été raflés sur le parvis par les Allemands.
Cet épisode a inspiré l'un des films les plus célèbres des frères Taviani, "La nuit de San Lorenzo".