바티칸 궁전안의 주요한 성당으로 1473~1484년 교황 식스투스 4세(재위 : 1471-1484)가 니콜라우스 3세 시대의 소성당 자리에 다시 짓도록 한 것이다.  13.20m의 높이, 40.93m의 길이, 13.71m의 너비의 크기 성당이다.

이곳에는 유명한 프레스코화(畵)로 장식되고, 좌측벽에는 모세 성전의 사건들이, 우측벽에는 그리스도의 생애가, 보티첼리(S. Botticelli), 코지모(Cosimo), 로셀리(Rosselli), 기를란다요(Ghirlandajo), 페루지노(Perugino), 핀투리코(Pinturicchio) 등에 의해 그려져 있다.

미켈란젤로의 걸작으로 간주되고 있는 천장화는 현존하는 최대의 그림이며, 1508년에 착수되어 4년 후에 완성되었다. 미켈란젤로는 그림에 의해 둥근 천장으로 보이게 한곳의 각 부분에 천지창조, 에덴동산으로부터의 아담과 이브의 추방, 노아의 총수 장면 등을 그렸다. 그 아랫부분에는 일련의 유명한 예언자 및 여자 예언자의 좌상(坐像)이 그려져 있다. 1508년에 그림이 완성되었다.

그보다 23년 후인 1536년에 미켈란젤로는 <최후의 만찬>을 그리기 시작, 1541년에 완성하였다. 이 그림은 최후의 만찬의 정경을 가장 총괄적으로 묘사한 것이다. 성당 안의 대리석제 제단부분 칸막이와 성가대석은 피에솔레(Mino da Fiesole)가 설계 제작하였다. 교황만이 사용할 수 있는 제단은 진주층으로 장식되어 있다. 시스티나 성당은 교황의 사적인 예배당이며, 교황 선출을 위한 추기경 회의가 거행되는 장소이다.