Das Innere des Doms ist im Vergleich zur Fassade eher schlicht, aber gerade dies unterstreicht die unglaublichen Dimensionen dieses Bauwerks. Zwischen den mächtigen Säulen, die das Dach stützen, schmücken Mosaikflächen den Boden. Zahlreiche Gemälde, Fresken, Statuen und Grabplatten erinnern an berühmte Bürger der Stadt. Wunderschöne farbenfrohe Glasfenster durchbrechen die Wände. Ein Blick nach oben zur inneren Kuppel in 90 Metern Höhe zeigt die beeindruckende Darstellung des Jüngsten Gerichts.

Besser sieht man diese Bilder freilich, wenn man den beschwerlichen Aufstieg zur Kuppelspitze auf sich nimmt. Über Wendeltreppen geht es zuerst empor zu einem Rundgang an der Innenseite der Kuppel. Von dort hat man einen guten Blick auf das nun viel nähere Jüngste Gericht. Der Blick nach unten in den Dom hinein ist geradezu atemberaubend. Von hier aus geht es weiter zur Spitze der Kuppel. Von dort hat der Besucher einen einmaligen Blick über die Dächer von Florenz hinweg bis zu den die Stadt umgebenden Hügeln.

Neben dem Dom steht der rund 85 Meter hohe Glockenturm, der unter Giotto begonnen und 1359 fertiggestellt wurde. Gegenüber den drei Hauptportalen des Doms steht das Baptisterium. Die Kuppel dieses reich geschmückten Bauwerks ist innen mit biblischen Motiven bemalt. Sehenswert auch die drei Portale des Baptisteriums, deren vergoldete Bronzetafeln mit alt- und neutestamentlichen Szenen sogar Michelangelo beeindruckten.