公元4世纪以后，欧洲各地相继建起了教堂。最初的教堂建筑样式是利用或者仿照当时称为“巴西里卡”的公会堂。
巴西里卡的中央是一个长方形中堂，两侧为较低的侧厅。中堂的后面有一拱门，那里设置一个高出于前面的台座，作为祭坛。台座前是唱诗班席位，两侧为读经坛，墙壁侧上方的窗子是室内的自然光源，屋顶平直略有斜度。与教堂外表的朴素相对照，内部装饰则繁丽豪奢，金银的壁饰在摇曳的烛光中奇丽炫目。
罗马式建筑产生于公元9世纪查理大帝时期，罗马帝国灭亡之后，查理大帝想寻求帝国疆域的再次统一，为了防御外敌，当时的宫殿或教会建筑，都筑成了城堡样式，建筑的承重墙极其厚实，教堂的旁边加筑塔楼。
比萨大教堂建筑群，包括钟塔、洗礼堂、主教堂。主教堂建于1063～1092年，平面虽属巴西里卡式，其层叠的券廊十分明显地表现出罗马式风格。东西长100米，南北宽30米，4排共68根巨大的科林斯石柱把大教堂的厅分成5厅，墙面由深红石和云石砌成，华丽而大方。洗礼堂是一座圆形的大理石建筑，始建于1153年，采用白、绿相间的水平层构成墙面，锥台为半球形，一圈精巧的哥特式尖券环绕着中央穹顶。
白色塔楼是比萨大教堂的钟楼，为大教堂建筑群的第三期工程。1173年8月9日，钟楼奠基。当第三层完工时，人们发现塔体略有倾斜，原来是基础沉陷不均匀造成的。后来的责任工程师皮萨诺在续建时将下陷一侧的楼层加高，想促使塔体正直，结果反而使得塔基沉陷得更加严重。沉陷造成的塔身倾斜问题使修建工作多次停工又复工，最后只好在倾斜的状态下修建完工，这时，离奠基的时候已经有170多年了。建成时塔顶中心点已偏离垂直中心线2.1米，就此得名“比萨斜塔”。
这座八层圆形大理石的斜塔高56.7米，全塔总重1.45万吨，中间六层形制完全相同，每层外围都有31根圆柱形成的回廊，两柱间形成一个个拱形券门。底层、顶层圆柱各为15根和12根，收缩的顶层内有大钟。全塔共有213个拱形门，这些廊柱形成的拱门使塔的外观轻盈而丰富，富于视觉美感。
意大利境内或者即使在比萨城内还有许多斜塔，但唯有这一座最著名，使它蜚声世界各地的是著名的伽利略斜塔实验。
1590年的一天，比萨大学数学讲师伽利略（1564～1642年）——这位后来意大利著名的数学家、天文学家、物理学家，望远镜、比重计的发明者，沿着塔内的294级螺旋状阶梯，登上比萨斜塔，从七层南面的柱廊扔下两个重量相差10倍的铅球，两球同时自40多米高度落下，同时落到地面。这个著名的自由落体实验的意义非同寻常，它使统治世界1000多年，由希腊哲学家、物理学家亚里士多德提出的“不同重量物体下落速度不同”的理论受到了致命的打击。
伽利略的故事是他的学生韦韦亚尼1654年为老师立传时写的，其实，有人证实，早在1587年，荷兰人西蒙·斯台文就从楼顶上扔铅球做过自由落体实验，不过不论事实怎样，历史的记忆已经把伽比萨斜塔建成以来，每年以1～2毫米的速度倾斜，现在，倾斜度已达6°，据预测，若无适当的措施进行保护，斜塔将在2150年以前因失衡而倒塌。
1550年，建筑师瓦萨里加固了塔的地基，竟使斜塔奇迹般地稳定了上百年，遗憾的是后来斜塔又恢复一年倾斜1毫米多的速率。
19世纪初，水文工程师考虑不周，用水泵抽取塔底下的地下水以制止倾斜，但由于破坏了地下结构，斜塔从1817年开始更大幅度的倾斜。1838年对塔基进行加固施工，诱使倾斜再次加速。1934年，人们又对塔基进行防水处理，此后斜塔开始东摇西摆，向不同方向无规律倾斜，一年后才逐渐稳定下来，恢复到原方向年倾斜1毫米多的速度。于是，人们得出不能触动塔基的结论。
1973年，比萨全城实施紧急措施，关闭所有私人水井，制止地下水位继续下降，1990年初，比萨斜塔停止接待游客，进行维修加固工程。“控制沉降”小组的专家用18根钢缆绳将底层檐口箍起来，把底座与地基牢牢固定在一起。又在石基座上加了一个钢筋混凝土的壳状物，往北侧上翘的地基内灌注了600吨铅液，用以平衡南侧的力量。到1993年底，工程效果明显，塔身不仅未再倾斜，而且向北侧矫正了4毫米。
对这座斜塔，人们煞费苦心、绞尽脑汁，提出了种种挽救方案，然而其中有些方案简直匪夷所思：一位英国人建议将上部三层拆掉，以减轻塔身重量；一家速冻设备公司的经理提出，为防止地基下沉，冻结塔基土壤；日本一家电风扇企业的老板，要在塔南安装巨型风扇，向北吹风，使塔身不再倾斜；美国前副总统汉弗莱建议把全塔迁到坚实的地基上；另一美国亿万富翁要把塔买下来，搬回老家去。还有人提出在上翘的北侧建一自由女神雕像，以镇住斜塔以及用悬浮气球的绳索吊住斜塔等十分稚气的思路。
斜塔引起了世人的热切关注，近千年来，已成为考量人们智慧的一道思考题，尽管人们已经得出各种答案，但都不是一百分的标准答案。更令人不安和困惑的是，这道思考题可能无法给出标准答案。而在没有标准答案之前，谁敢轻举妄动？
