La cattedrale di Santa Maria Assunta è il duomo di Oristano e la chiesa madre dell'arcidiocesi Arborense. Sorge nel centro storico cittadino, in piazza Duomo. Nell'aprile del 1957 papa Pio XII l'ha elevata alla dignità di basilica minore. È la cattedrale più grande della Sardegna.
Il duomo si affaccia sull'ampio piazzale con il prospetto principale, incompleto, in cantoni di trachite a vista, e con il lato nord, movimentato dall'abside semicircolare del braccio del transetto e affiancato dalla bella torre campanaria a canna ottagona, di origini medievali e completata nel settecento dal cupolino a cipolla rivestito in maiolica.
L'interno, in pianta a croce latina, è costituito dall'unica, ampia navata, con tre cappelle su ciascun lato, transetto e abside quadrangolare. L'incrocio della navata col transetto è coperto dalla cupola ottagonale, con tamburo impostato su quattro pennacchi in cui sono dipinti gli Evangelisti. L'interno del tempio è ornato da numerose opere d'arte, tra le quali si trovano la statua lignea dell'Annunziata del XIV secolo, attribuita a Nino Pisano, custodita nella prima cappella a destra e l'altare settecentesco dello scultore Pietro Pozzo, in stile barocco, nella cappella dedicata a sant'Archelao, patrono di Oristano.
Il presbiterio, sul modello del duomo di Cagliari e del Duomo di Sassari, è rialzato, chiuso da balaustra marmorea e con due leoni dello stesso materiale posti alla base della scala di accesso. L'altare maggiore e la credenza, in marmo, sono opera di Pietro Pozzo. Dietro l'altare si trova il pregevole coro ligneo, settecentesco, mentre sulla parete di fondo dell'abside è collocata la grande tela tonda, in cui è raffigurata l'Assunta, con una sfarzosa cornice dorata retta da angeli. Alle pareti laterali sono poste invece due grandi tele rettangolari del Marghinotti, raffiguranti l'Adorazione dei Magi e l'Ultima cena, tema quest'ultimo ripreso in varie opere dell'artista ottocentesco.
Nel transetto si trovano le cappelle gotiche superstiti risalenti al trecento, tra cui la cappella della Madonna del Rimedio, con volta a crociera, bifora gotica aperta sul fondo e altare ornato dai resti di un pluteo marmoreo scolpito, risalenti al IX secolo. Sempre nel transetto si aprono i cappelloni ottocenteschi, in stile neoclassico, dedicati a san Luigi Gonzaga (braccio nord) e a san Giovanni Nepomuceno (braccio sud), ornati dalle sculture di Andrea Galassi.
Dalla sacrestia dei Beneficiati è possibile accedere al cosiddetto "Archivietto", una piccola cappella seicentesca a pianta quadrata, voltata a cupola emisferica, che rappresenta stilisticamente un interessante connubio di architettura tardogotica ed elementi del classicismo rinascimentale. L'"Archivietto" venne edificato per prolungare l'abside, da cui venne separato durante i restauri settecenteschi con l'erezione di una parete, diventando così un ambiente a sé adibito ad archivio.
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