La Catedral de San Martino (Duomo) en Lucca, es un ejemplo de arquitectura románica con influencias góticas. Al igual que la Catedral de Pisa, también se encuentra cerca de los muros, por lo que muchos viajeros creen  que la Iglesia de San Michele in Foro, ubicada en el centro de la ciudad, sea la Catedral o Duomo.

La catedral en sí es muy bella. Al igual que tantas iglesias de Lucca, es oscura (aunque esto sea muy sugestivo), no se aprecia del todo la decoración interna. Lo que más se destaca, a pesar de la poca luz, es el antiguo crucifijo de la Santa Faz o en italiano Volto Santo, un crucifijo de madera considerada una de las primeras imágenes de Cristo. El crucifijo es probable que sea una réplica del siglo XI y es venerado por los habitantes de Lucca. Son muchas las leyendas acerca de esta imagen, una de ellas dice que el crucifijo no fue tallado por el hombre, sino por una mano divina.

La visita a la catedral es libre, pero si desean visitar la tumba de Ilaria del Carretto, se paga un billete para acceder a la sacristía. La cúpula se une al maravilloso campanario (que no puede visitar).

Junto a la catedral se ubica el Museo dell'Opera y como baptisterio, se utiliza la cercana iglesia de San Giovanni e Reparata. Lo que despierta curiosidad en los turistas, es el laberinto tallado en el pórtico de la iglesia.