L'église de Sant'Agostino est située sur la place principale de Pietrasanta. Elle a été construite par les Augustins au milieu du XIVe siècle, aussi grâce aux dons de riches marchands de Lucques. Elle peut être considérée comme l'un des principaux édifices gothiques du territoire, bien qu'elle ait subi des révisions et modernisations successives. Les plus évidentes ont été réalisées au XVIe siècle, comme la fermeture de certaines fenêtres à meneaux, remplacées ensuite par des ouvertures carrées. Le clocher, en revanche, est plus récent, datant de la fin du XVIIIe siècle.
À l'intérieur, l'église est constituée d'une seule nef, bien que la façade, avec ses trois grandes arches de marbre, suggère le contraire. Une caractéristique particulière est le plancher, qui est réparti sur plusieurs niveaux pour suivre les contours du sol en dessous. On trouve neuf autels peints, dont le plus remarquable est l'Annonciation, attribuée au peintre lucquois Taddeo Zacchia.
Le bâtiment est également lié à une personnalité particulière : le père Eugenio Barsanti, qui a tenu ici ses premiers offices et qui est considéré, avec Felice Matteucci, comme l'inventeur du moteur à combustion interne. Pendant quelques temps, un buste commémoratif à son effigie a été exposé à l'intérieur. Aujourd'hui il est conservé dans la basilique de Santa Croce à Florence, où le moine est enterré.
Le couvent des Augustins, rattaché à l'église, est aujourd'hui utilisé pour des expositions et des événements d'art contemporain, et abrite également la bibliothèque municipale et le Museo dei Bozzetti (musée des esquisses). Son cloître est caractéristique, avec d'élégantes colonnes de marbre et plusieurs lunettes décorées à fresque d'épisodes de la vie de Saint Augustin.
