Costruita nel 1245, la chiesa adotta il tipico schema francescano: un'ampia aula conclusa da una scarsella voltata a crociera affiancata da due cappelle minori anch'esse a crociera.
La facciata conserva il portale a sesto acuto strombato, con tre colonnette nello sguancio, e l'imposta di un grande occhio. Nell'abside sono visibili i profili delle bifore gotiche parzialmente murate. Sul lato sinistro è visibile l'ala orientale del chiostro dove si aprono due bifore, oggi murate, e una porta a sesto acuto, relative alla sala capitolare. All'interno, la Natività di Raffaello Vanni, l'Annunciazione di Pietro da Cortona, Sant'Antonio da Padova e il miracolo della mura del Cigoli, e la Vergine in gloria tra santi di Ciro Ferri.
All’interno della chiesa riposano le spoglie di Luca Signorelli, celebre artista rinascimentale.