L’edificazione del duomo, dedicato a San Giovanni Battista,  iniziò il 22 Luglio del 1491 quando Bianca di Monferrato pose la prima pietra e terminò agli inizi del 1500.  Il progetto venne affidato dal vescovo Domenico della Rovere all'architetto Meo del Caprino il quale vi lavorò ininterrottamente fino al 1501. La facciata, in stile rinascimentale, è rivestita in marmo bianco in marmo bianco con tre portali finemente decorati. L’interno a tre navate lunghe circa 40 metri, venne ornato a più riprese da diversi artisti, da notare la Tribuna Reale voluta da Carlo Emanuele III di Savoia opera dell’architetto Simone Martinez e il sepolcro della dama di corte Giovanna d’Orlier de la Balme. Attraverso due imponenti portali posti ai lati dell’altare si entra nella splendida cappella della Sindone voluta da Carlo Emanuele II e progettata dall’allora architetto di corte Guarino Guarini, considerata un capolavoro del barocco europeo. Nella cappella sono tutt'ora in corso laboriosi lavori di restauro resi necessari dal disastroso incendio del 1993. La cappella secondo i progetti del geniale architetto doveva rappresentare il punto di incontro tra il potere della chiesa rappresentato dal Duomo e il potere dello stato rappresentato da Palazzo Reale al quale la cappella e raccordata attraverso il piano nobile. Sulla splendida cupola si aprono sei finestroni che creano particolari giochi di luce sulla struttura interna, nel centro della quale venne posta l’urna d’argento con la Sindone. In seguito all'incendio del 1993 e dopo anni di studi condotti da un'apposita commissione sul miglior modo per conservare il sacro lenzuolo attualmente esso è posto nella navata sinistra sotto La Tribuna Reale in posizione distesa, piana e orizzontale, all'interno di una teca con vetro antiproiettile, a tenuta stagna, priva di aria e con un gas inerte a temperatura, pressione e umidità costanti.

Di fianco alla chiesa si erge il campanile di Sant’Andrea edificato nella seconda metà del XV secolo e successivamente sopraelevato su disegno dell’architetto Juvarra. E’ possibile salire sul campanile, dal quale si gode di una splendida vista sulla città, sulla Mole Antonelliana e sulla basilica di Superga attraverso una scalinata interna

Dalla piazza antistante la basilica è possibile accedere al Museo Diocesano posto nella chiesa inferiore del Duomo che custodisce importanti opere d’arte, arredi e paramenti liturgici organizzati in aree tematiche storico-liturgiche

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