La Cocathédrale de San Secondiano, la Cathédrale de Chiusi (appelé Duomo de Chiusi), se dresse sur les vestiges d'une ancienne basilique du VIe siècle, transformée et reconstruite au XIIe siècle. À l'emplacement de la fondation se trouvait auparavant un bâtiment de la fin de l'époque romaine, comme en témoigne une riche mosaïque du cinquième siècle. Cette dernière a été mise au jour lors d'une campagne de fouilles.
L'intérieur de la basilique est divisé en trois grandes nefs divisées par dix-huit colonnes, récupérées de bâtiments plus anciens, en marbre et en travertin avec des chapiteaux de différents styles. L'atmosphère à l'intérieur de l'église rappelle celle des plus anciennes basiliques paléochrétiennes de Rome et fait vraiment penser aux origines du christianisme. En fait, la communauté de Chiusi représente l'un des noyaux originels du christianisme en Toscane : on y trouve les seules catacombes de la Région.
Les murs de la nef centrale, une partie de la contre-façade et l'abside ont été peints en mosaïque simulée dans le style de Ravenne et de Rome par Arturo Viligiardi de Sienne à la fin du XIXe siècle. Selon un programme iconographique complexe, dans la nef centrale sont représentées à gauche et à droite deux théories de saintes et de saints martyrs enterrés dans les catacombes de Clusine ou liés aux événements historiques de Sainte Mustiola.
Il faut également souligner le clocher qui, isolé de la basilique, a été construit en 1585 et transformé par la suite en tour de défense. En dessous, à une profondeur d'environ 12 mètres, se trouve une piscine romaine du premier siècle avant J.-C. composée de deux pièces avec une voûte en berceau, qui était une ancienne citerne.
Le Musée de la Cathédrale, situé à côté de l'église, abrite une série de vingt-et-un manuscrits enluminés provenant de l'Abbaye de Monte Oliveto Maggiore.
