Florences katedrāles (Santa Maria del Fiore) milzīgā kupola celtniecība (1420-1436) izvērtās par nepieredzētu notikumu ne tikai Florences laikmetīgajā dzīvē, bet arī visas pasaules arhitektūras vēsturē. Katedrāle sākta būvēt jau 13. gadsimtā (1296. g.) ar visām tobrīd arhitektūrā valdošajām gotiskā stila īpatnībām, tomēr Itālijas pilsētu sāncensības gars neļāva apstāties pie jau paveiktā katedrāles celtniecībā un varenā kupola konstrukcija neizmērojami pacēla Florences prestižu konkurējošo pilsētu – Pizas, Sjēnas un Lukas – vidū. Tas bija viens no renesanses izcilākajiem arhitektiem – Filipo Brunelleski (1377-1446), kas nāca klajā ar līdz šim neredzētu, bet praktisku un mērķtiecīgu kupola celtniecības projektu, kurā gotiskās velvju būvniecības tradīcijas apvienojās ar Senās Romas inženiertehnisko pieredzi.

Filipo Brunelleski bija ne tikai izcils arhitekts un inženieris, bet aktīvi darbojās arī kā tēlnieks un bija pat atsevišķu gleznu autors, kurās pievērsies perspektīvas (plaknē tēloto objektu šķietamās lielumu, kontūru un krāsu izmaiņas atbilstoši attālumam no skatījuma punkta) studijām. Pētīdams seno romiešu celtnes, Brunelleski iepazina antīkās arhitektūras proporciju sistēmu un konstruktīvos principus. Šī pieredze viņam palīdzēja īstenot tehniskas novitātes (jauninājumus), vienlaikus pilnveidojot kompozīcijas un proporciju harmoniju. Līdz ar to Florences katedrāle iezīmēja pāreju no gotikas laikmeta uz laikmetu, kurā valdīja novatorisks zinātnisku un estētisku meklējumu gars – Brunelleski sasniegumi lika pamatus itāļu renesansei.

Florences katedrāles kupols veidots no divām savstarpēji saistītām ķieģeļu čaulām, tādējādi samazinot kupola svaru un nodrošinot tā stabilitāti. Kupola iekšējo čaulu nostiprina ribas un horizontāli gredzeni, savukārt ārējā čaula konstrukciju pasargā no klimatisko apstākļu iedarbības. Kupola pamatnē iestiprināti akmens bloki, kas savieno ārējo kupolu ar iekšējo (būvdarbu laikā tie kalpoja sastatņu platformu atbalstam).

Katedrāles kupols, kaut arī diametrā (42 m) nepārsniedza Panteona (apaļas formas templis Senajā Romā; kupola diametrs – 43 m) izmērus, tomēr sava unikālā viegluma dēļ ir novietots ļoti augstu – gandrīz 112,7 m. Ņemot vērā šo tiešām ievērojamo augstumu, kuru palielināja arī apjomīgais tamburs (torņa cilindriskā daļa zem kupola), kupolam bija nepieciešama smaila forma, kas ļautu novadīt slodzi lejup uz atbalsta konstrukcijām. Tambura pamatnes astoņstūris tika nostiprināts ar dzelzs skavām – astoņas redzamās kupola ribas ir 4 m biezas! No kupola centra atzarojas vēl 16 neredzamas ribas.

Jau tā vareno Florences katedrāles kupolu vēl papildina Filipo Brunelleski projektētais kupola tornītis (laterna), kurš gan tika pabeigts tikai pēc arhitekta nāves. Tornītis noslēdz kupola centrā esošo “aci” un, pastiprinot vertikālo slodzi, samazina sānspiedienu pie kupola pamatnes.

Izceļot renesanses laika arhitektūras jauninājumus, jāmin semioktagonālās (pusastoņstūra) apsīdas (altāra daļas noslēgums pusapļa vai daudzstūra izvirzījuma veidā; apsīdas piebūvētas 1421. g.), kas jūtami paplašina gotiskās katedrāles krustveida plānojuma telpu. Savukārt kontrastējošās marmora plāksnīšu joslas kopā ar izvirzītajām dzegām (sienu vainagojošā josla, kas atdala sienu no jumta un pasargā sienu no nokrišņiem. Tā var būt arī sienu sadaloša josla starp diviem stāviem, virs logiem vai durvīm) celtnes veidolā akcentē renesanses arhitektūrai raksturīgo horizontālo virzienu un rada harmonisku kompozīciju, kurā nav ne vēsts no gotikas arhitektūras satraucošā vertikālisma.