Il Duomo dedicato a Santa Maria la Cava e Sant' Alfio, fu edificato nell'impianto attuale tra il 1700 e il 1750. E' attribuito tradizionalmente all'architetto Vincenzo Vella da Malta. Fu costruito sulla piccola Chiesa di S. Alfio, sorta dopo il catastrofico terremoto del 1693, sulle rovine della precedente basilica dedicata a S. Alfio.
Ha impianto basilicale, a tre navate, secondo lo schema tradizionale delle Basiliche Memorie o Funerarie edificate, sin dall'epoca paleocristiana, sulle tombe dei martiri. I lavori per la costruzione dell'attuale Duomo impegnarono per quasi cinquant'anni le risorse della città. Esso non fu del tutto terminato secondo il progetto originario, e tutt'oggi sono visibili diverse parti prive di decorazione pittorica. Esso è preceduto da un Sagrato di ciottoli bianchi e neri con motivi geometrici.
La facciata di chiara impronta barocca è a tre ordini, l'ultimo è costituito dalla torre campanaria, in cui, nella nicchia centrale, spicca il campanone, fuso nel 1595 ad honorem Dei sanctorum fratrum martirum Alphii Philadelphi et Cirini. Di particolare interesse la porta lignea centrale. All'interno la Chiesa riccamente decorata è divisa in tre navate da due file di sei colonne per lato (numero simbolico indicante i 12 Apostoli). Sull'Arco trionfale è posta una scritta nella quale si dichiara che la Chiesa lentinese riconobbe Maria, Madre di Dio, prima del Concilio di Efeso. Gli affreschi della volta centrale e del transetto del secolo XVII, i quadri degli altari laterali e del vano presbiterale (altare maggiore), dei secoli XVII e XVIII raffigurano i tanti martiri della chiesa lentinese (altari laterali), storie di miracolati, cammino della Chiesa lentinese (altare maggiore).
Nel catino absidale dell'altare maggiore, è posto un organo a canne della seconda metà del XVIII secolo. Nell'altare del Sacramento è custodita una icona bizantina, raffigurante la Madonna Odigitria, nella navata di destra sono visibili tre arcosolii paleocristiani affrescati, da tutti indicati quale sepolcro dei Santi martiri, essi sono ciò che rimane di un vasto complesso catacombale. In sagrestia è visibile un armadio ligneo intarsiato del secolo XVIII raffigurante Santa Tecla e Santa Giustina.