La basilica di Santa Croce, nell'omonima piazza a Firenze, è una delle più grandi chiese officiate dai francescani e una delle massime realizzazioni del gotico in Italia. È nota come Tempio dell'Itale glorie per le numerose sepolture di sommi artisti, letterati e scienziati che racchiude. 

Nonostante sia una chiesa cattolica, vi sono anche sepolture di persone non credenti, come lo stesso Foscolo. La prima personalità qui inumata fu Leonardo Bruni, mentre l'ultima persona sepolta effettivamente in Santa Croce fu Giovanni Gentile nel 1944, ma nel dopoguerra verranno apposte delle targhe commemorative, come quella per Enrico Fermi, la cui tomba si trova negli Stati Uniti dove morì nel 1954. Santa Croce è un simbolo prestigioso di Firenze, il luogo di incontro dei più grandi artisti, teologi, religiosi, letterati, umanisti e politici, che determinarono, nella buona e cattiva sorte, l'identità della città tardo-medievale e rinascimentale. Al suo interno trovarono inoltre ospitalità celebri personaggi della storia della Chiesa come san Bonaventura, Pietro di Giovanni Olivi, sant'Antonio da Padova, san Bernardino da Siena, san Ludovico d'Angiò. Fu anche luogo d'accoglienza per pontefici come Sisto IV, Eugenio IV, Leone X, Clemente XIV.

Ha il rango di Basilica minore.

San Francesco d'Assisi visitò Firenze già nel 1211, percorrendo la via Cassia. Nel 1226-1228 con un gruppo di suoi seguaci si stabilì in città, scegliendo una zona inospitale subito fuori le mura, al centro di un'isoletta formata da due bracci dell'Arno che si separavano vicino all'attuale piazza Beccaria, per ricongiungersi davanti alle mura che passavano all'altezza di via Verdi-via de' Benci. Qui fondarono un oratorio che, al crescere della comunità di frati, fu prima ingrandito e poi, dal 1252, completamente ristrutturato. Tali lavori provocarono vivaci controversie tra i frati, tra chi voleva un edificio essenziale e povero, in linea con la Regola, e chi un'architettura più ampia. In ogni caso la nuova chiesa si rese presto inequivocabilmente insufficiente, per cui nel 1294 si decise di ricostruire ex-novo l'edificio, con un grandioso progetto elaborato probabilmente da Arnolfo di Cambio, l'architetto impegnato in quegli anni nei più grandiosi progetti del Comune. Giovanni Villani ricordò come la chiesa venne fondata il 3 maggio di quell'anno, alla presenza di "molti vescovi e prelati e chierici e religiosi e il podestà e il capitano del Popolo e priori e tutta la buona gente di Firenze, uomini e donne, con grande festa e solennità". Si iniziò a lavorare dall'abside, lasciando temporaneamente in uso ai frati la vecchia chiesa, finché fu possibile. I resti dell'antico edificio sono stati localizzati nel 1966, a seguito del cedimento del pavimento della basilica dopo l'alluvione di Firenze.

Sull'attribuzione ad Arnolfo di Cambio non abbiamo documenti scritti che lo confermino, ma la critica ha confermato ormai l'attribuzione tradizionale, sia per l'elevato livello qualitativo del complesso, sia per le analogie con altre opere del grande architetto. Fu edificata a spese della popolazione della Repubblica fiorentina. Alla morte di Arnolfo nel 1302 doveva essere completata la parte del coro e del transetto, con le cappelle. Procedendo con speditezza, i lavori nel 1320 resero la basilica utilizzabile, ma in seguito, le vicende della crisi, dell'alluvione e della peste, ne rallentarono vistosamente il completamento. Non si sa esattamente quando la basilica fu terminata, forse attorno al 1385. Fu comunque consacrata solo durante l'epifania del 1443 dal cardinale Bessarione, alla presenza di papa Eugenio IV.
Il convento nacque praticamente in contemporanea alla basilica. Al nucleo iniziale si aggiunsero presto la sagrestia, il dormitorio, l'infermeria, la foresteria, il refettorio e la biblioteca.

La basilica ha continuato ad essere arricchita e modificata nei sette secoli dalla sua fondazione, acquisendo sempre nuovi connotati simbolici: da chiesa francescana a "municipio" religioso per le grandi famiglie e le corporazioni, da laboratorio e bottega artistica a centro teologico, da "pantheon" delle glorie italiane a luogo di riferimento della storia politica dell'Italia pre e post-unitaria. Alcune trasformazioni infatti furono conseguenza di precise vicissitudini storiche e politiche, come le trasformazioni compiute dal Vasari alla metà del XVI secolo (causate anche dai restauri dopo una disastrosa alluvione) o l'impegno profuso nell'Ottocento per trasformare Santa Croce nel grande mausoleo della storia italiana.

Nel 1966 l'alluvione di Firenze inflisse gravissimi danni al complesso della basilica e del convento, situati nella parte più bassa di Firenze, tanto da diventare tristemente nota come simbolo delle perdite artistiche subite dalla città (soprattutto con la distruzione del Crocifisso di Cimabue), ma anche della sua rinascita dal fango, attraverso la capillare opera di restauro e di conservazione.

La basilica è rialzata dal suolo di otto gradini.

Originariamente la facciata era incompiuta, come in molte basiliche fiorentine. La parete di pietraforte a vista assomigliava molto a quello che ancora si vede a San Lorenzo, sebbene di forma e proporzioni diverse. Nel Quattrocento, la famiglia Quarratesi si era fatta avanti per finanziare la realizzazione della facciata affidandola a Simone del Pollaiolo detto Il Cronaca. La condizione era però che lo stemma Quaratesi apparisse bene in vista al centro del fronte principale, ma questa richiesta scoraggiò i frati francescani dall'accettare la proposta e la ricca famiglia decise così di dedicarsi all'abbellimento di un'altra chiesa francescana, San Salvatore al Monte. L'aspetto della vecchia facciata incompiuta ci è testimoniato da stampe, dipinti e foto d'epoca: oltre allo stemma di Cristo sopra il rosone (posto nel 1437 durante una grave pestilenza), in una nicchia al centro del semplice portale centrale, come unica decorazione, si trovava la statua di bronzo dorato di San Ludovico di Tolosa di Donatello, già in una nicchia di Orsanmichele, che oggi si può ammirare nel refettorio del convento.

La facciata odierna fu realizzata tra il 1853 e il 1863 ad opera dell'architetto Niccolò Matas, che si ispirò alle grandi cattedrali gotiche come il duomo di Siena e il duomo di Orvieto, rivisti alla luce della sua epoca. Il risultato finale di stile neogotico riscosse molti apprezzamenti e valse al Matas, da parte dall’Associazione toscana, l'incarico di redigere un progetto per la facciata di San Maria del Fiore (1842); a tutt'oggi non sempre è giudicato positivamente; tuttavia alcuni studiosi ne evidenziano la semplicità e il carattere umile a confronto con il successivo progetto di Emilio De Fabris per la facciata di Santa Maria del Fiore. Si trattò tutto sommato di un cantiere che non provocò perdite di antichi manufatti e che coronò grandiosamente la piazza, alimentando il mito di Santa Croce in Italia e all'estero. Il cantiere fu finanziato in larga parte dal facoltoso protestante inglese Sir Francis Joseph Sloane. La stella di Davide inserita nel timpano della facciata, pur non sconosciuta come simbolo cristiano, viene generalmente intesa come un'allusione alla fede religiosa ebraica dell'architetto Matas.

Tra le opere d'arte che appaiono sulla facciata spiccano le tre lunette dei portali, che ricordano la leggenda della Vera Croce, alla quale la chiesa è dedicata: da sinistra sono il Ritrovamento della Croce di Tito Sarrocchi, il Trionfo della Croce di Giovanni Duprè e la Visione di Costantino di Emilio Zocchi (Santa). Il portale centrale ha le porte bronzee che fino al 1903 erano sul Duomo. Davanti al portale si trova la sepoltura di Matas.

Inconfondibile è il profilo esterno della basilica, coi fianchi ritmati dai nudi timpani triangolari delle false campate della navata (la copertura non è infatti a volta, secondo lo stile paleocristiano che Arnolfo aveva visto a Roma). Su ciascun scomparto si apre un'alta bifora, mentre il paramento è in semplice pietraforte a vista, decorato solo da pluviali a forma di teste umane o leonine, oggi molto sciupati.

Sul fianco sinistro è addossata alla basilica un porticato trecentesco, detto delle Pinzochere, che venne restaurato e ingrandito a metà dell'Ottocento. Sotto di esso, oltre all'ingresso e la biglietteria per la basilica, si possono vedere numerosi stemmi gentilizi incassati nella parete e due monumenti funebri più consistenti: quello di Alamanno Caviccioli, del 1337 circa, e, oltre la porta laterale, quello di Francesco de' Pazzi di un seguace di Tino di Camaino, con un sarcofago poggiante su cariatidi.

Un portico analogo si trova anche sul lato destro, affacciato sul Chiostro Grande.

Le cuspidi triangolari proseguono anche sul lato tergale, ma sono visibile solo dal giardino interno dell'isolato, che è privato (l'unico modo per accedervi è passare dalla Scuola del Cuoio o dalla scuola elementare), o da lontano, come dal piazzale Michelangelo.

L'esile campanile risale solo al 1847-1865, opera di Gaetano Baccani; anche qui, come per la facciata, il progetto quattrocentesco, affidato a Baccio Bandinelli si era risolto in un niente di fatto. La realizzazione ottocentesca viene giudicata generalmente come abbastanza graziosa per la sua defilata semplicità, anche se la decorazione con la ghiera sulla cuspide rivela l'ispirazione eclettica moderna. La struttura raggiunge un'altezza totale di 78,45 m.


L'interno di Santa Croce è apparentemente semplice e altamente monumentale al tempo stesso, con tre navate divise da due file di grandi pilastri a base ottagonale. L'interno, ampio e solenne, ha una forma di croce "egizia" (o commissa) cioè a "T", tipico di altre grandi chiese conventuali, con un transetto particolarmente esteso (73,74 m) che taglia la chiesa all'altezza dell'abside poligonale. Anticamente il transetto, dalla quinta campata in poi, era destinato ai soli presbiteri, con un tramezzo che separava questa area da quella per i fedeli e che venne rimosso, come in moltissime altre chiese, dopo le disposizioni del Concilio di Trento. Se ne occupò Giorgio Vasari nel 1566, quando predispose sull' incarico di Cosimo I un ampio progetto di ammodernamento per applicare le direttive della Controriforma. Andò così distrutto anche il coro davanti alle pareti e molti affreschi trecenteschi sulle pareti della navata vennero scialbati (come quelli di Andrea Orcagna, dei quali sono stati trovati frammenti oggi esposti nel Museo della basilica), sostituiti da grandi altari laterali di forma classicheggiante.

La grandiosa navata centrale (115,43 x 38,23 m) segna una tappa fondamentale nel percorso artistico e ingegneristico che condurrà alla navata di Santa Maria del Fiore. I muri sottilissimi, sostenuti da archi a sesto acuto su pilastri ottagonali, richiamano le basiliche paleocristiane di Roma dove Arnolfo lavorò a lungo, ma la scala è infinitamente più grande e i problemi strutturali costituirono una vera e propria sfida alle capacità tecniche del tempo. La risoluzione di questi problemi costituì un precedente importante per la grande sfida della costruzione del corpo basilicale della cattedrale cittadina.

In particolare il ballatoio che corona le arcate e cinge la navata centrale non è solo un espediente stilistico per accentuare l'andamento orizzontale della costruzione e frenare il goticismo allora poco gradito a Firenze, ma costituisce un legamento strutturale per tenere assieme le esili membrature e i vasti specchi murari.

Il soffitto a capriate, ingannevolmente "francescano", richiese un complicato congegno strutturale data l'enorme luce libera e il peso che rischiava di soverchiare le sottili murature.

Arnolfo, rispettando in qualche modo lo spirito francescano, disegnò una chiesa con una pianta volutamente spoglia, con ampie aperture destinate all'illuminazione delle pareti sulle quali, come già in altre chiese francescane prima fra tutte quella di Assisi, dovevano essere affrescati grandi cicli figurativi destinati a narrare al popolo analfabeta le Sacre scritture (la cosiddetta Bibbia dei Poveri). Ma la grande chiesa, costruita con i contributi delle principali famiglie fiorentine, non dispone delle consuete tre cappelle al capocroce, ma ne allinea ben undici, più altre cinque dislocate alle estremità del transetto. Queste cappelle erano destinate alle sepolture dei donatori e ricevettero ricchissime decorazioni murali per mano dei maggiori maestri dell'epoca.