La cattedrale di San Zeno è il principale luogo di culto cattolico di Pistoia, sede vescovile dell'omonima diocesi.
Secondo la tradizione, inizialmente la cattedrale era intitolata a San Martino, fu sotto la dominazione longobarda che fu poi intitolata a San Zeno.
La cattedrale presenta una facciata in stile romanico sul modello di altre chiese presenti nella città costruite alla stessa epoca . Sulle due estremità della cuspide della facciata sono poste le due statue marmoree dei santi patroni, san Zeno e san Jacopo, un tempo collocate nel loggiato.
L'edificio, con campanile e battistero, ha interno a tre navate con presbiterio rialzato e cripta, ed è stato costruito probabilmente nel X secolo. Nel corso del tempo ha subìto diversi rimaneggiamenti ed è stato riportato alle forme primitive da un restauro avvenuto tra il 1952 e il 1966, completato nel 1999.
Nel dicembre del 1965 papa Paolo VI l'ha elevata alla dignità di basilica minore.