La ricchezza della facciata, lo slancio delle guglie, l'oro dello sfondo dei mosaici, il rosone e la partitura a fascia della navata, rendono il Duomo di Orvieto un capolavoro dello stile romanico-gotico.
Il fascino del Duomo nasce dalla storia secolare della sua costruzione e nelle tracce lasciate dalle importanti maestranze che vi hanno lavorato conservando uno suo stile uniforme e linee armoniche ed equilibrate.
Il 14 novembre 1290 Papa Nicolò IV pose la prima pietra, in un periodo di grande vivacità economica e sociale e di spinta spirituale esaltata dal Miracolo di Bolsena: nel 1263 un prete boemo, Pietro da Praga, dubbioso della presenza del corpo di Cristo nell'Ostia consacrata, mentre celebrava messa nella chiesa di Santa Cristina a Bolsena, vide scendere dall'Ostia delle gocce di sangue che bagnarono il Corporale. Il Sacro Lino, per volere del Papa, venne portato ad Orvieto ed esposto al popolo. Poco dopo si decise di edificare il Duomo per mostrare il Corporale miracolato. Il progetto originale viene attribuito ora ad Arnolfo di Cambio, ora a frà Bevignate da Perugia; di sicuro dal 1310 la direzione dei lavori passò a Lorenzo Maitani, il cui intervento caratterizzò la struttura in maniera decisiva.
L’opera fu terminata solo alla fine del XVI secolo, con la realizzazione delle guglie laterali ad opera di Ippolito Scalza.
Entrando nella cattedrale l'impatto è di grande effetto, anche grazie alla bicromia del marmo, che sottolinea le masse murarie e le colonne. Lo spazio è solenne, scandito dagli alti pilastri che si susseguono creando un eccezionale gioco prospettico. Le numerose opere pittoriche e scultoree lungo le pareti e nelle cappelle rendono gli interni uno scrigno d'arte.
Il Duomo ha pianta basilicale a tre navate, aperta da dieci cappelle. Le sue pareti vennero affrescate dal pittore Luca Signorelli, che subentrò al Beato Angelico dopo che questi interruppe i lavori. Gli affreschi delle pareti e delle volte hanno come tema centrale il Giudizio Universale; intorno a questo ruotano tutti gli episodi e i personaggi legati alla rappresentazione.