佛罗伦萨大教堂亦称“花城圣母玛利亚大教堂”。1296年由阿诺尔福开始设计兴建，后来乔托、布鲁内莱斯基、吉贝尔蒂和凯洛佐等人亦陆续参加设计和施工。初名圣雷帕拉塔教堂，1412年改用今名，喻示佛罗伦萨的百合花。根据基督教的说法，百合是被逐出伊甸园的夏娃的眼泪变成的。白色的百合花是童贞、贞操和纯洁的象征，是圣母的化身。
　　
　　空间布局与内外装饰
　　
　　佛罗伦萨大教堂其实是一组建筑群，由大教堂、钟塔和洗礼堂组成，位于今天佛罗伦萨市的杜阿莫广场和相邻的圣·日奥瓦妮广场上。大教堂是整个建筑群的主体部分，教堂平面呈拉丁十字形状，本堂宽阔，长达82.3米，由4个18.3米见方的间跨组成，形制特殊。教堂的南、北、东三面各出半八角形巨室，巨室的外围包容有5个成放射状布置的小礼拜堂。整个建筑群中最引人注目的是中央穹顶，仅中央穹顶本身的工程就历时14年，顶高107米，穹顶的基部呈八角平面形，平面直径达42.2米。基座以上是各面都带有圆窗的鼓座。穹顶的结构分内外两层，内部由8根主肋和16根间肋组成，构造合理，受力均匀。内部墙壁上有一幅著名的壁画《最后的审判》。同时，人员可以通过环廊到达穹顶内部。在中央穹顶的外围，各多边形的祭坛上也有一些半穹形，与上面的穹顶上下呼应。它的外墙以黑、绿、粉色条纹大理石砌成各式格板，上面加上精美的雕刻、马赛克和石刻花窗，呈现出非常华丽的风格。穹顶是文艺复兴早期建筑的代表作，也是佛罗伦萨城市建筑的标志性建筑，它把文艺复兴时期的屋顶形式和哥特式建筑风格完美地结合起来了，有明显的过渡特征。钟塔和洗礼堂也是很精美的建筑，钟塔高88米，分4层，13.7米见方；建于1290年的洗礼堂高约31.4米，建筑外观端庄均衡，以白、绿色大理石饰面。与其华丽的外表相对应，登464级台阶可以到达圆屋顶，从这里还能眺望佛罗伦萨的街景。
　　
　　建筑艺术与设计风格
　　
　　大教堂是座可容纳上万人的庞大建筑，其内部空间有着明显的哥特式尖拱特点，只除了顶上那个高达106米的著名大红圆顶。其设计与建筑大胆采用了古希腊式圆柱和罗马式圆顶穹隆等形式及手法，因而被视为意大利文艺复兴建筑的开端。
　　1334年，佛罗伦萨市长出于对乔托在基督教绘画方面的敬重，任命他为佛罗伦萨大教堂的建筑师。几个月后，他开始建造大教堂一侧的钟楼，表现出那个时代人们所期望的美术家的多方面才能。这座钟楼直到他逝世后才竣工。紧挨着大教堂的，是82米高、外墙饰面风格与大教堂相近的乔托钟楼。乔托钟楼比大教堂建成得早：旧钟楼遭大火烧毁后，佛城人就请了乔托来设计新钟楼。1334年，在乔托的主持下，新钟楼开始兴建；但才建完钟楼楼基和第一层，乔托就去世了。随后的工程是由另两位建筑师照着乔托留下的设计图纸（现藏于大教堂博物馆中）完成的，只除了原图上顶部的一座尖顶至今也未修建外，总共只花了30年。虽然被人称为“现代绘画之父”的乔托，最主要的成就在美术上，是文艺复兴萌芽期美术方面的开路先锋，但他设计的这座钟楼细致典雅，也堪称传世之作。
　　当时，教堂的建筑工程进展十分缓慢。到了15世纪初，中厅才完工。接着东端建造祭坛，这是一个大八角形建筑。随着这个复杂的八角形建筑墙壁的升起，工程的建设者发现他们面对着42米宽的巨大开口，必须用一个圆顶来覆盖。如果放弃，与他们敌对的城市如比萨、锡耶纳、米兰、帕多瓦等，看到佛罗伦萨大教堂连顶部都没有，会怎样被耻笑！不少建筑师都把精力集中在工程的其他部分，借以躲避该难题。到1413年左右，东端八角形鼓形座的墙壁已经长高到整整55米，这一问题被提到议事日程。
　　布鲁内莱斯基对这一工程十分热心。1417年，他已经得到一些草图的报酬，同时他设计并制作出一个木模型。1418年，工程的监督官们终于宣布就这一工程竞标，吉贝尔蒂是有力的竞争者，布鲁内莱斯基非常讨厌此人。不明智的评审员们试图让这两位建筑师进行合作，把建造圆顶的任务交给这两人共同负责。建筑工作于1420年8月7日开始，1436年8月1日，天窗顶塔的基座已逐步完成。一个由布鲁内莱斯基与吉贝尔蒂共同指挥的工程队注定少不了麻烦。布鲁内莱斯基从没忘记洗礼堂青铜大门的订件被吉贝尔蒂夺取这桩往事，为此他写过一组谩骂性的十四行诗，这是他留给后人的文学遗产。在建筑圆顶的过程中，布鲁内莱斯基不放过任何一次贬损对手的机会。在关键的时刻，他甚至装病，让吉贝尔蒂独自面对那些棘手的难题。幸运的是，1425年吉贝尔蒂被解雇了，完成这一工程的任务就留给了布鲁内莱斯基。
　　布鲁内莱斯基的新颖设计使他们摆脱了种种轻率的计划。他的创造性方案和他为开展这一工程发明的机械使他的名声大振。巨大的开口，它距地面的高度，以及在布鲁内莱斯基得到这一工作时这个建筑已完成的那种程度，都给建筑圆顶增添了难度。当时建筑圆顶或拱顶的通常方法是，首先造一个木框架（被称为临时拱架），用它来支撑那些就位的砖石。一旦楔形拱顶石砌 进中部，就可以拆去木制的临时拱架。石块会由重力作用牢固地连结在一起，而圆顶或拱顶，则会因恒久的下推力保持着稳定。不过，这样一个圆顶的大小，显然要受到做临时拱架的木料的长度和强度的限制。哪里也找不到制作42米开口的临时拱架的树木。就算能找到这样的树木，如此宽阔的区域，即使没有承受外包石材的负担，木材本身的重量也会压垮临时拱架。
　　1418年，支撑圆顶的八角形石鼓形座已经建成。它那由纤细的垂直墙壁构成的8个对称壁面上，嵌着体现中厅设计的一些圆窗。要是让它们承受上方圆顶的侧推力，它们就会坍塌。这些壁面只是用来支撑圆顶，它们除了承受竖推力外，不能随其他的任何推力。所以，哥特风格的解决办法，如像巴黎圣母院那样，用飞扶壁来支撑圆顶向外的推力，似乎是不可能的。即使这个建筑提供了安放飞扶壁的地方（实际上并非如此），它们也会破坏这座大教堂的外部设计。另一方面，像万神殿那样的一个坚实混凝土圆顶的重负，也会压垮那支撑它的八角形鼓形座的单薄墙壁。因而，要满足布鲁内莱斯基对罗马事物的爱好是不可能的。
　　环境的力量，驱使布鲁内莱斯基不得不回到哥特式的尖形圆顶。安放他的圆顶的八角形鼓形座只有8个有力的壁角支柱和其间的薄墙壁，布鲁内莱斯基必须在这些限制条件下来建造。既然通常的临时拱架不行，他必须找到另一种办法来支撑建造中的石头结构。通过设计一内一外的双层圆顶，他减少了每一层的重量，却又增加了外层的宏伟气势。他要创造一个受到各部分支撑宾尖形圆顶，八角形建筑的每一壁面被各角的石造主拱肋支持着。在每一石造部分会有两个次要拱肋，水平的拱会联结主要和次要的拱肋。到了1425年，布鲁内莱斯基已使圆顶升到强烈向内弯曲的程度，此时，缺少临时拱架一事向人们的智慧提出挑战。
　　现在，他得利用从建筑委员会获取的自由，根据工程需要来改变材料的方法。为弥补临时拱架的缺乏，在各部分的支柱上，他用水平砖层建起了他的圆顶。每一层砌合在下一层上，以便既负担它本身的重量，也支撑接在它上面的一圈。当布鲁内莱斯基达到圆顶危险的内曲面时，他必须改变材料。由于他一直使用的石材可能太重，不适合无临时拱架的结构，他仿效古罗马人，用砖替代石材，照他在罗马看到的那样，把它们砌 成人字形。随着工程的进展，分别在内外圆顶砌上砖；随着圆顶的升起，缩减着每一部分的厚度。其结果是一种分格式系统，在那些砌层之间空间不断扩大，直到砌层间的空间在冠顶处变成1.83米。
　　
　　既是权宜之计又具有开创性的穹顶
　　
　　布鲁内莱斯基努力研究古代建筑，以便从中得到启发。当全部8个部分和连接它们的那些水平砖层已到位时，顶部就留下了一处开放的圆孔，与万神殿相似。万神殿圆顶的圆孔，是一个人造石（混凝土）的坚实结构，能给天空留下一处开口。但是，布鲁内莱斯基圆顶的拱肋倾向于在顶部收缩起来，开一个环状口。那个地方必定是一处压住拱肋、并使它们在顶部强合的沉重的装饰性“阻塞物”。这就解释了现存天窗顶塔令人吃惊的大尺寸。1436年，事情迫在眉睫了，于是为“阻塞物”设计举行了一次竞标，以一个具有古典美的实用性天窗顶塔的模型，布鲁内莱斯基自然赢得了胜利。他那带高拱形窗的八角形角楼要借助巧妙的古典式飞扶壁，把圆顶的8个拱肋与天窗顶塔的各角联结在一起。每个优美的飞扶壁顶上，都有一个反转盘旋的古典式斗拱（涡卷状托石）。这种对罗马古迹的借鉴，最后形成了这个哥特式圆顶。小尖塔是个外观呈波浪状的圆锥体角塔，在它顶上立着一个处于庄严宝球上的基督受难像。这一受难像实际上是一个日晷，是由多才多艺的佛罗伦萨天文学者托斯卡内利设计的。它更加清晰地象征了文艺复兴是“由基督教信仰升华了的古代！”布鲁内莱斯基在圆顶的设计上没有延用三角穹窿，而是创造了一种建在八角形木结构之上的双层砖壳新式圆顶。
　　佛罗伦萨大教堂的穹顶标志着意大利文艺复兴建筑史开始。大教堂是13世纪末行会从贵族手中夺取了政权后，作为共和政体的纪念碑而建造的。为了突出穹顶，砌了12米高的一段鼓座，连同采光亭在内，总高107米，成了整个城市轮廓线的中心，即便在今天，这个高度也是一幢超高层的建筑，足以成为一个城市的标志性建筑物。在当时，这是建筑历史上的一次大幅度的进步，标志着文艺复兴时期创造者的英风豪气。佛罗伦萨大教堂的穹顶被公正地认为是意大利文艺复兴建筑的第一个作品，新时代的第一朵报春花。