Die Pfarrkirche San Martino in Palaia wurde in der zweiten Hälfte des 13. Jahrhunderts erbaut, als eine neue Pfarrei gegründet wurde, die unabhängig von der vorherigen Pfarrei von San Gervasio war. Das Gotteshaus von beachtlicher Größe erhebt sich etwas außerhalb der Stadtmauern in nördlicher Richtung.
Die Pfarrkirche zeigt eine recht einheitliche Wandfläche, obgleich sie im Laufe der Jahrhunderte immer wieder erneuert wurde. Die am Gebäude durchgeführten Untersuchungen verweisen auf unterschiedliche Momente der Bautätigkeit und die verschiedenen Stilelemente lassen mehrere Bauphasen vermuten. Allerdings herrscht der spätromanische Stil vor.
Der Innenraum ist in drei Schiffe mit jeweils fünf Jochen und aus Ziegelsteinen gemauerten Pfeilern gegliedert, besitzt ein erhöhtes Presbyterium und drei Seitenkapellen. Es gibt ein sechseckiges Taufbecken, ein Weihwasserbecken und ein großes Marmorbecken, das wahrscheinlich für die Taufe durch Eintauchen verwendet wurde und aus der heute nicht mehr existierenden Kirche Santa Maria da Ripezzana stammt.
