Над роскошным фасадом храма в стиле пламенеющей готики работали самые известные в то время зодчие: Джованни Пизано и Камаино да Крешентино. На стенах и колокольне чередуются полосы из белого и темно-зеленого мрамора – это аллегория черно-белого флага Сиены. Купол собора небольшой, он покрыт свинцовыми плитами. Внутри храм – это чудо красоты и смешения разных стилей: готики, ренессанса, маньеризма, барокко. Пол этого собора просто уникален: он инкрустирован 52 большими панелями в стиле штучной мозаики из разноцветного мрамора, среди которого встречаются черный, розовый, белый и местный желтый разного оттенка, от светло-желтого до темного. Над этим покрытием работали разные мастера в течение двух столетий: с середины XIV до середины XVI века. Тема панелей: мифологические и аллегорические сцены, истории из Ветхого и Нового Завета, сивиллы, аллегории семи добродетелей, семь возрастов человечества. Особенно красивы семь восьмиугольных панелей с историями из жизни Ильи-пророка, выложенные в виде цветка. Замечательны также большие панели с историями Юдифи, «Изгнание Ирода из Иерусалима», «Избиение младенцев» и все остальные тоже. Обычно пол частично прикрывают коврами для сохранности, но два раза в год открывают полностью: в июле и с середины августа до середины октября. Точные даты нужно каждый год проверять на сайте собора.
В храме есть пять небольших статуй святых – оригиналы работы Микеланджело Буонарроти, они расположены в нишах алтаря Пикколомини. Это те изваяния, над которыми он работал по заказу кардинала Тодескини-Пикколомини и не закончил, потому что его вызвали во Флоренцию и поручили Давида. В капелле Святого Иоанна Крестителя есть большая бронзовая статуя Иоанна – это поздняя работа Донателло. Он ее отливал, когда ему было примерно 70 лет. В этом соборе есть также рельеф работы Донателло над могилой епископа Печчи.
В капелле с иконой XIII века «Мадонна дель Вото» находятся две статуи работы Джан Лоренцо Бернини. Апсидальная часть храма украшена фресками XVI века, а цветной витраж был самым первым в Италии, он сделан в конце XIII века по рисункам сиенского художника Дуччо ди Буонинсенья. На колоннах внутри повторяется облицовка белым и темно-зеленым, почти черным мрамором. Над колоннами расположены в ряд 172 бюста: Иисус и римские папы, начиная со святого Петра. Имена каждого понтифика подписаны внизу, последовательность заканчивается папой Луцием III, который жил в конце XII века. Ниже находятся бюсты 36 императоров, но их имена не написаны. Другие цветные витражи собора были выполнены в XVI веке по рисункам разных художников. В больших нишах вдоль стен расположены шесть больших статуй римских пап родом из Сиены и ее провинции. Среди них есть монументы пап: Пия II и его племянника Пия III, которые расположены друг напротив друга и как бы приветствуют друг друга. В небольшом помещении библиотеки Пикколомини хранятся старинные антифонарии для пения псалмов, а ее стены и потолок украшены яркими фресками работы Пинтуриккио и молодого Рафаэля Санти на тему «Истории из жизни папы Пия II». Они тоже выполнены по заказу его племянника кардинала Франческо Тодескини-Пикколомини.
Центральная площадь Кампо, «поле», имеет форму огромной наклонной ракушки. Она облицована красной терракотой и разделена полосами из серого камня на девять долек. Это символизирует Совет девяти – орган республиканского правления Сиены в конце XIII века. Городская ратуша была построена в XIII–XIV веках, и ее колокольня является одной из самых высоких в Италии: 88 метров. Ее прозвали башней Обжоры (torre del Mangia) потому что ее первый смотритель Джованни Бальдуччи был большим обжорой, все заработанные деньги он тратил на вкусную еду. Вокруг площади собора и площади Кампо все дома, дворцы, башни, церкви и фонтан Радости на самой площади были построены в период XIII–XV веков.
Название фонтана происходит от того, что сиенцы долго искали источник питьевой воды. И когда он забил в центре площади – это вызвало такую бурную радость населения города, что его недолго думая назвали: фонтан Радости. В начале XV века местный скульптор Якопо делла Кверча ваял для него рельефы с фигурами добродетелей, Акка Лоренция, которая кормит близнецов Ромула и Рема, и два рельефа со сценами из Ветхого Завета: «Создание Адама» и «Изгнание из Рая». Сейчас оригиналы находятся в археологическом музее бывшей больницы Санта-Мария делла Скала, напротив фасада собора. Они так сильно повреждены, что сцены не разобрать. На площади панели фонтана заменены на копии. Символом Сиены является волчица, которая кормит Ромула и Рема. Статуи Римской волчицы с близнецами можно увидеть повсюду, потому что, по легенде, Сиену основали сыновья Рема: Сений и Аский. Они бежали от своего дяди Ромула, когда тот убил их отца Рема, и укрылись в Тоскане. Основанный ими город назвали по имени старшего брата Сения: Сиена. Эта легенда ничем не подтверждена.