L'église de San Michele est située sur la place homonyme du centre historique de Lucques, dans la zone où se trouvait autrefois l'ancien forum romain, le cœur de la ville. Sa présence est attestée dès 795, mais la construction actuelle est due au pape Alexandre II en 1070.
Pendant la période communale, l'église avait aussi une importance politique : jusqu'en 1370, le plus haut organe législatif de Lucques, le Consiglio Maggiore, présidé par le Podestà, s'y réunissait.
L’édifice est fortement influencé par le style roman de Pise, avec une haute façade nervurée riche en sculptures et en incrustations. Au sommet se détache la grande statue de l'archange Michel en train de vaincre le dragon. La légende veut que les jours particulièrement lumineux, on puisse voir un éclat provenant de là-haut : il s'agirait d'une émeraude incrustée dans la sculpture et jamais retrouvée.
L'intérieur de la basilique comporte trois nefs avec un transept et une abside semi-circulaire. La nef principale est soutenue par des arcades sur des colonnes monolithiques, et l'ensemble du bâtiment est couvert par des voûtes en berceau. Elle abrite un certain nombre d'œuvres d'art importantes, notamment une terre cuite émaillée de Luca della Robbia représentant la Vierge à l'Enfant et le retable Magrini de Filippino Lippi (1483) représentant les Quatre Saints (saint Roch, saint Sébastien, saint Jérôme et sainte Hélène). Un haut-relief de la Vierge, sculpté par Raffaello di Montelupo, est également intéressant.