Les origines de la cathédrale, dédiée à sainte Marie et au pape saint Marcellus, se perdent au Moyen Âge, lorsque la ville s'étend dans la vallée. Au XVIIIe siècle, l'église est agrandie (le plan devient basilical, la façade est limitée par des pilastres et des colonnes adossées) et embellie par des décorations qui soulignent un élégant style baroque.

L'orgue à tuyaux est particulièrement intéressant. Selon certains spécialistes, il est l'œuvre de Cesare II Catarinozzi, le "Stradivarius de l'orgue". L'instrument se caractérise par sa sonorité classique, due au registre principal de huit pieds, au remplissage jusqu'à la "vigesimanona", à la flûte et à la voix humaine. La caisse en bois est également d'excellente facture. Autrefois, le clergé était composé de dix chanoines "très lettrés, costumés, sobres et de bonne conscience et conversation", dirigés par le recteur-abbé et l'archiprêtre, et de huit chapelains.

Sous le maître-autel, dans une urne en verre, est conservé le corps de sainte Constance, martyre des premières persécutions chrétiennes qui, selon l'hagiographie, fut tuée d'un coup d'épée à la gorge. Enterrée à Rome dans les catacombes de Sainte-Agnès, sa dépouille a été transférée dans la cathédrale en 1756. Depuis lors, le dernier dimanche d'août, les habitants de Sandonata célèbrent la sainte par une procession solennelle et un marché de pommes de terre et d'oignons.

Cette église est un lieu de culte important pour les habitants de Sandonata et un passage obligé pour tous ceux qui visitent la ville.