Maestoso edificio dedicato al Santo Patrono della città, sorge nel luogo dove si levava l'antica cattedrale romanica, eretta nel 708 e demolita nel 1694. La prima pietra della nuova Cattedrale fu posta il 25 marzo 1659 dal Vescovo di Comacchio Sigismondo Isei, ma venne consacrata solennemente solo nel 1740. Nel 1961 fu elevata a Basilica Minore da Papa Giovanni XXII. La facciata è in mattoni, con alcuni particolari in pietra d'Istria. L'interno, ad unica navata, comprende dodici cappelle disposte lateralmente, all'interno delle quali si possono ammirare stupende tele di Biagio Bovi ( XVIII sec.) della scuola bolognese dei Carracci, il crocefisso in legno, del XVII sec., dello scultore ferrarese Germano Cignani e la scultura raffigurante Santa Lucia, di scuola veneziana (sec. XV).
Particolare è la scenografia offerta dall'abside, che ospita l'imponente altare settecentesco in marmo e la cinquecentesca statua lignea del martire Cassiano, protettore della città e dell'antica diocesi. Sopra la porta centrale d'ingresso trova posto la Cantoria e l'Organo, costruito a Modena nel 1728 da Gian Domenico Traeri.
A fianco del Duomo sorge la Torre Campanaria, costruita una prima volta nel 1751 dal veneziano Giorgio Fossati e rovinata al suolo nel 1757. Venne ricostruita durante il secolo successivo ed ultimata nel 1868, priva del fastigio alla sommità e quindi ad altezza ridotta rispetto all'originaria, di cui rimane la poderosa base in pietra d'Istria. All'interno, a fianco della bussola, si può ammirare la tavola pittorica che presenta il modello originale della torre.