Exterior
El Duomo constituye un ejemplo destacado del gótico italiano. Su aspecto exterior está marcado por el mármol blanco y por la abundancia de pináculos, esculturas y elementos ornamentales. Juan Pablo II describió su silueta como un tejido de mármol, con 135 agujas, 96 gárgolas y más de tres mil estatuas.
La Madonnina, una estatua de la Virgen María situada sobre la aguja principal, forma parte de la imagen emblemática de la catedral. La enciclopedia católica de 1913 la describe como una figura de bronce dorado.
Interior
El edificio cuenta con cinco naves y mide unos 148 metros de longitud, según la descripción publicada en 1913. En el interior destacan las columnas monumentales y las vidrieras de colores, que contribuyen al ambiente recogido del templo.,
La riqueza artística del conjunto tiene una finalidad que va más allá de la ornamentación. Pablo VI defendió que el Duomo debía permanecer como espacio vivo de oración y celebración de los misterios cristianos, y no quedar reducido a una pieza de museo.
El presbiterio y el altar mayor
El presbiterio fue objeto de una reforma que Juan Pablo II relacionó con las indicaciones del Concilio Vaticano II. La zona del altar ocupa un lugar central en la vida litúrgica de la catedral, pues allí se celebran los ritos principales de la comunidad diocesana.
La enciclopedia católica de 1913 atribuye al papa Pío IV el regalo del altar mayor. También sitúa bajo la cúpula la sepultura de san Carlos Borromeo, arzobispo de Milán y figura relevante de la historia de la Iglesia milanesa.