Ampia, la basilica, dalla facciata incompiuta, presenta una sobrietà tutta francescana. All'interno lo sguardo è attratto dalla Cappella Bacci, dietro l'altare, in cui Piero della Francesca ha lasciato una delle più belle testimonianze della pittura toscana del Rinascimento: gli affreschi della Leggenda della Vera Croce, le dieci scene eseguite tra il 1452 e il 1466 giustificano da sole la visita alla chiesa, che custodisce inoltre una notevole vetrata di Guillaume de Marcillat.