Le notizie sulla pieve di S. Agata sono legate strettamente all'ampia documentazione prodotta in seno alla disputa fra le cattedre vescovili di Siena ed Arezzo. L'edificio appartiene alla fase di transizione tra il romanico e il gotico. Si fanno derivare dall'architettura monastica, ispirata alla tradizione lombarda, alcune caratteristiche principali come la pianta a croce latina e la cupola emisferica rivestita esternamente da un tiburio ottagonale e situata all'incrocio tra transetto e navata. La parte più antica del complesso, riferibile ad un romanico maturo, è identificabile nella zona presbiteriale e nel transetto, mentre la grandiosa navata, capriate lignee con doppio spiovente, fu costruita intorno al XIV secolo, probabilmente per sostituire quella originale. La facciata è scandita da tre arcate ogivali cieche formate da conci dentati e capitelli scolpiti a fogliami, e da una cornice composta da archetti pensili a sesto acuto sotto agli spioventi del tetto.