Costituisce l’esempio più antico, più grandioso per dimensioni e tra i più insigni dell’architettura romanico-pisana in Sardegna. La prima menzione della chiesa è nel Condaghe di S. Pietro di Silki di Sassari, riferibile all’anno 1065, sotto Barisone I; un altro documento più tardo attribuisce la costruzione al giudice Comita. Edificata sulla collina detta monte Agellu, sul sito di una più antica basilica sepolcrale, la fabbrica presenta due absidi contrapposte, caratteristica unica in Sardegna, e due ingressi per parte nei lati maggiori. Il paramento esterno, realizzato in conci di calcare, si presenta scandito da arcature sulle quali si aprono, alternate, strette monofore. Nel lato nord, sul quale prospettano le costruzioni seicentesche del cosiddetto «atrio Comita», si conserva l’unico portale romanico, riferibile alla seconda metà dell’XI secolo, decorato con sculture di figure umane e animali dalle influenze lombarde. Presso il lato sud si apre invece il mirabile portale gemino gotico-catalano, datato 1492. L’interno, ampio e solenne, è diviso in tre navate, con arcate su robusti pilastri cruciformi e colonne di reimpiego. La navata centrale è coperta da capriate lignee, quelle laterali da volte a crociera. Presso l’abside orientale sono esposte, su un catafalco, le statue lignee dei martiri turritani (XVII secolo); nella navata settentrionale sono una statua equestre di S. Gavino (inizi XVII secolo) e un’epigrafe in greco-bizantino (VII secolo) che commemora la vittoria di un duce Costantino sui longobardi che tentavano di invadere la Sardegna. L’anticripta custodisce alcuni pregevoli sarcofagi romani istoriati. Da qui è possibile accedere alla cripta dove, entro tre sarcofagi romani, si conservano le ossa ritenute dei martiri uccisi sotto Diocleziano.