Il Duomo di Lucca, intitolato a San Martino, si trova nell'omonima piazza in una zona secondaria della città secondo le collocazioni urbanistiche risalenti all'epoca romana. 

In contrasto con la sua importanza, il Duomo di Lucca si affaccia su una piccola piazza ed altri edifici si addossano sulla sua struttura. Visitatori e fedeli rimangono così sorpresi dall'architettura e dalla rilevante quantità di opera d'arte contenute al suo interno. Secondo la tradizione, la prima chiesa di San Martino fu edificata per volere di S. Frediano, vescovo di Lucca, nella seconda metà del '500. 

Nel IX secolo, l'architettura della cattedrale subì le prime modifiche che, a partire dal 1060, portarono alla sua completa ricostruzione. Il Duomo di Lucca fu solennemente consacrato nel 1070 da Anselmo da Baggio, all'epoca già Papa Alessandro II (1061-1073), in presenza della contessa Matilde di Canossa.L'unico resto di questa fase della cattedrale è il Busto di Anselmo da Baggio, conservato attualmente nel Museo della Cattedrale. 
Successivi interventi si attuarono nel XIV sec. e durante l'inizio del XV sec. grazie all'opera sull'intera struttura di architetti fiorenti. La terza e ultima ricostruzione della cattedrale risale alla fine del XII sec. con il riassetto della facciata. Il lavori perseguirono a fasi alterne e si conclusero nel 1637 con completa edificazione della Cappella del Santuario. Alla guida del cantiere per la costruzione del Duomo di San Martino si succedettero nei secoli diversi capomastri di prestigio: notevole apporto fu quello dato da Antonio Pardini da Pietrasanta (1395-1419) con il quale l'edificio assunse la forma che ancora oggi rappresenta. 

 La facciata del Duomo di San Martino si ispira a quella del Duomo di Pisa ma è stata arricchita da elementi autonomi e particolari legati allo stile Romanico lucchese per opera di Guidetto da Como nel 1204. Marmi policromi ricordano lo stile architettonico pisano con tre arcate sostenute da pilastri intagliati e decorati: Guidetto e i suoi collaboratori perfezionarono la struttura con bassorilievi del martirio di San Regolo nella lunetta collocata sopra l'ingresso della navata destra e del ciclo dei mesi e storie di San Martino. Da ammirare della Deposizione di Cristo di Nicola Pisano (1220 ca- 1280 ca) e la statua di San Martino il Povero. 

Il porticato della cattedrale era inoltre spesso occupato da banchi di cambiavalute che trattavano affari con i pellegrini facenti tappa a Lucca lungo il percorso della Via Francigena. Testimonianza di questa funzione è un'iscrizione monumentale che rimarca l'impegno dei cambiavalute a non frodare i clienti e inviati questi ultimi a confidare nella protezione del clero della cattedrale e si San Martino. 

L'interno del Duomo di Lucca è a tre navate, scandite da pilastri con transetto sporgente e abside semicircolare. La parte absidale come la vediamo oggi risale al 1308. L'interno della cattedrale è ricco di pregevoli opere d'arte, tra le quali si distinguono: dal Adorazione dei Magi di Federico Zuccari, visibile sugli alteri della navata destra sugli altari della navata destra, all'Ultima cena di Jacopo Tintoretto (1518-1594) e alla Madonna ed il Bambino tra Santi di fra' Bartolomeo (1449-1494), dipinto contenuto nelle cappella del Santuario. 

Oltre ai dipinti, I monumenti funebri Da Noceto e Bertini realizzati da Matteo Civitali (1436-1501) costituiscono un'opera artistica di grande rilievo. Tuttavia, due capolavori spiccano sugli altri: l'antico crocifisso del Volto Santo (o Santa Croce) conservato in un apposito "tempietto" di costruzione quattrocentesco per il suo valore storico e religioso, e il Monumento Funebre di Ilaria del Carretto realizzato da Jacopo della Quercia (1374 circa- 1483) collocato nella sacrestia, all'interno del quale è ammirabile un dipinto di Domenico Ghirlandaio raffigurante la Madonna con il Bambino tra i SSan Pietro, Clemente, Paolo e Sebastiano.