Questo bellissimo santuario sorge nel cuore del comune di Iglesias e fu edificato fra il 1284 e il 1288 per volere del Conte Ugolino della Gherardesca. La facciata è ancora dell’impianto originario e presenta la commistione di due stili, quello romanico nella parte inferiore, e quello gotico nella parte superiore, con due arcate a sesto acuto e un rosone ornato da palmette in rilievo. L'interno della chiesa invece, ha dovuto subire negli anni, diversi interventi di restauro, ed oggi si presenta con una struttura ad un’ unica navata, con un ampio transetto. Le cappelle laterali e la profonda abside a pianta rettangolare sono state annesse nel corso del XVI secolo, ed è della stessa epoca anche la decorazione del soffitto, caratterizzata da volte a stella, con costolature e gemma centrale, secondo lo stile gotico-aragonese.

All'interno della chiesa, c’è anche una cappella dedicata a Sant'Antioco. Venne costruita nel 1600, dopo che le reliquie del Santo furono temporaneamente traslate da Sulci ad Iglesias per timore delle invasioni turche.

Il campanile, modificato e restaurato in epoche diverse, conserva ancora la campana originaria: come riporta un'iscrizione incisa su di essa. La chiesa in passato fu meta di pellegrinaggio per milioni di fedeli, tanto che nel 1503 fu elevata al rango di Cattedrale, e la diocesi venne trasferita da Tratalias ad Iglesias.

Il 15 di agosto ogni anno, la Cattedrale è protagonista della suggestiva "Sfilata dei Candelieri". Una festa risalente al periodo della dominazione pisana in onore della vergine Assunta in cielo. I Candelieri rappresentano i quattro quartieri storici (Santa Chiara, Castello, di Mezzo, Fontana) più le Corporazioni della Montagna (operai di Miniera), dei Contadini e Vinajuoli, degli Artigiani-Commercianti, degli Argentieri-Orafi. Inoltre, c'è un Candeliere che rappresenta l'Università, ossia la Municipalità.