Il Duomo di Carrara sorge nel centro dell'antica città, racchiuso dagli edifici medioevali; interamente costruito con marmi bianchi nei secoli XI-XIV, presenta una pianta rettangolare, con tre navate ed abside semicircolare.
Dedicato a S. Andrea e successivamente anche a S. Maria, ha una struttura architettonica armonica che deriva da una sapiente composizione dei diversi stili: la facciata, di stile romanico pisano nella parte inferiore (fine secolo XI) e gotico in quella superiore (metà secolo XIV), ha come principale motivo architettonico-ornamentale il rosone, che fonde gli stili gotico e bizantino.
Il prezioso rosone, chiamato dai Carraresi "rôta d'l Dom" (ruota del Duomo), è composto da colonnette lisce e a tortiglione disposte a raggiera e racchiuso in un quadrato marmoreo a cassettoni, ricamati al centro da rombi traforati. Sormontano le colonne otto ritratti dell'Antico Testamento, conservati in calchi e copie marmoree al Museo civico del Marmo per un eventuale restauro sostitutivo.
Il campanile, alto 33 metri, presenta aperture crescenti ai quattro piani e apice piramidale.
All'interno la chiesa accoglie sei altari minori, di varie epoche, un altare maggiore di marmo bianco statuario a rilievo, un pulpito in marmi policromi, due statue raffiguranti l'Annunciazione, l'urna di S. Ceccardo, una serie di sculture appartenenti all'altare maggior e del Guardi smembrato, un crocifisso ligneo del Puccinelli, alcune sculture nelle nicchie lungo i muri, due acquasantiere di marmo bianco; sulle pareti laterali una serie di affreschi molto danneggiati.
Il Duomo, con gli edifici annessi, costituisce una rassegna dell'impiego dei marmi carraresi nel corso dei secoli: dall'uso funzionale nell'architettura all'ornato, dalla scultura a tuttotondo al rilievo, dalle tarsie all'arredo esterno ed interno.