La estructura de la Basílica está compuesta por dos iglesias superpuestas, caracterizadas por dos fases constructivas, en feliz sucesión histórico-artística: la primera en construirse, la iglesia inferior, es de estilo románico de Umbría, de derivación lombarda, mientras que la segunda, la la superior., está marcada por el estilo gótico de origen francés, italianizado sobre todo por los colores y decoraciones. De hecho, el aparato decorativo interno hace que ambas iglesias de la Basílica sean extraordinarias en su singularidad, ofreciendo ciclos pictóricos ricos y preciosos y preciosos vitrales. Entre los frescos de la Basílica, obras de Giotto, Cimabue, Lorenzetti, Simone Martini y Sermei.
Frente al atrio que precede a la entrada a la iglesia inferior de la Basílica se encuentra el antiguo oratorio de San Bernardino, construido para la Tercera Orden Franciscana por obreros lombardos a mediados del siglo XV.
El ábside, visible desde el claustro interno conocido como Sixto IV o desde la terraza que lo domina, tiene forma semicircular en la parte inferior y poligonal en la parte superior, flanqueado por dos pilares cilíndricos sobre los que se abren grandes ventanales góticos.
En 2000, la Basílica fue incluida en la Lista del Patrimonio Mundial de la UNESCO junto con otros sitios franciscanos.
