Die große Basilika, deren Fassade unvollendet blieb, besticht mit dem typischen schlichten Stil des Franziskanerordens. Im Innern wird die Aufmerksamkeit schnell von der Cappella Bacci hinter dem Altar angezogen. Die dortigen Fresken von Piero della Francesca gelten als einer der Höhepunkte der toskanischen Renaissancemalerei. Die zehn Szenen, die zwischen 1452 und 1466 ausgeführt wurden und die Heilig-Kreuz-Legende darstellen, lohnen allein schon den Besuch der Kirche, die auch ein schönes Fenster von Giuglielmo de Marcillat besitzt.