Il duomo di Modena in stile romanico è opera dell'architetto Lanfranco ed è stato dichiarato patrimonio dell'umanità dall'UNESCO.
La struttura è stata edificata nel sito del sepolcro di san Geminiano dove intorno al V secolo, erano state già erette due chiese.
La fondazione della cattedrale modenese si fa risalire al 1099 e fu voluta dalla popolazione in sostituzione della precedente chiesa, terminata appena trent'anni prima.
L’architetto Lanfranco affiancato dallo scultore Wiligelmo, non appena giunto a Modena si mise all’opera. I materiali utilizzati per la costruzione furono ricavati dai ruderi di edifici di epoca romana, ma appena dopo la realizzazione delle fondamenta, ci si accorse che i materiali non sarebbero bastati per l'intera costruzione, per cui si ritenne opportuno scavare poco lontano dal cantiere.
Inaspettatamente, durante gli scavi, fu porta alla luce una necropoli romana ricca di pietre e di marmi che, levigati o scolpiti, vennero utilizzati nella costruzione del duomo.
Nel 1106 la chiesa risultava già coperta per cui si procedette alla traslazione del corpo del santo nella cripta. Al XII secolo risale la demolizione della vecchia cattedrale, e la cessazione dei lavori da parte di Lanfranco e Wiligelmo cui successero i Maestri Campionesi.
A loro si devono la realizzazione del campanile, buona parte delle decorazioni interne, la costruzione del rosone gotico al centro della facciata, la costruzione del pontile decorato, l’apertura della Porta Regia sulla Piazza Grande e le sculture degli Arcangeli Gabriele e Michele collocati sulla sommità del tetto della facciata.
Al 1322 risale la realizzazione del pulpito interno. Al XVIII secolo risalgono le trasformazioni dell'abside centrale al cui interno era stata custodito il sepolcro di San Geminiano; le pareti vennero rivestite di marmi, le finestre chiuse da lastre di onice, le volte vennero decorate con stucchi, fu fabbricata una nuova urna funeraria del santo, mentre l'altare che la precede fu delimitato da una balaustra in marmo.
Alla fine dell'Ottocento e nei primi anni del Novecento fu abbassato il pavimento per dare slancio all'interno e furono demoliti i due muri trasversali che collegavano il duomo alla Ghirlandina e alla sagrestia.
Al 1936 risale la realizzazione delle guglie a loggetta al di sopra dei pilastri della facciata.
Il duomo, internamente, è diviso in tre navate a ciascuna delle quali corrisponde un’abside senza transetto e con un presbiterio sopraelevato, che indica la presenza della cripta. La navata centrale è caratterizzata da quattro campate, di lunghezza doppia rispetto a quelle nelle navate laterali, ed è separata da quest’ultime da pareti scandite da archi a tutto sesto, poggianti su pilastri alternati a colonne.
La facciata a spioventi è divisa in tre campiture per mezzo di due paraste. Nella parte centrale è collocato il portale maggiore, sovrastato da un protiro, retto da due leoni stilofori, diviso in due piani con un'edicola dalla volta a botte. Ai due lati del portale centrale sono collocate la Porta regia e la Porta dei Principi.
La prima in marmo rosa databile tra il 1209 e il 1231 ha una struttura a strombo ed è delimitata da una serie di colonne di cui le prime due sono sorrette da due grandi leoni stilofori, che stringono la preda fra le zampe. Il tutto è sormontata da un protiro. La Porta dei Principi è decorata nell'architrave da un bassorilievo raffigurante episodi della vita di San Geminiano, nonché è arricchita da un pulpito realizzato tra il 1500 e il 1501 da Giacomo da Ferrara e Paolo di Giacomo.
La facciata è decorata da quattro rilievi scultorei con le Storie della Genesi, mentre sul portale spicca la raffigurazione di un tralcio di vite che simboleggia il momento in cui il fedele entra nella “redenzione”.
Il duomo internamente conserva molte opere d'arte. Lungo la navata settentrionale da notare: la statua lignea di San Geminiano; l’altare delle statuine a forma di polittico gotico; una predella con scene della vita di Gesù. All'inizio del presbiterio, mentre, è collocata la statua che rappresenta il miracolo del Santo patrono che salva un bambino caduto dalla Ghirlandina acciuffandolo per i capelli, nonché il coro ligneo intarsiato.
La navata meridionale accoglie un grande affresco risalente al periodo tra il 1472 e il 1476, che raffigura la Madonna aureolata d'oro che spicca fra Santi; mentre nella parte alta è rappresentato il Giudizio universale. Segue il presepe di Begarelli e il monumento funerario di Francesco Maria Molza, poeta di nobile famiglia modenese.
Dalla navata centrale si accede alla cripta, una chiesa sotterranea caratterizzata da ben nove navate. Da ammirare i capitelli delle colonne, diversi per forma e dimensioni.