La Chiesa di Santa Maria della Spina del Pontenovo rappresenta uno dei maggiori capolavori dell'arte romanico-gotica. Fu eretta originariamente nel 1230 sulla riva dell’Arno, pare su progetto di Giovanni Pisano. Nel 1871, per timore che fosse danneggiata dalle ricorrenti alluvioni del fiume, fu smontata e ricostruita pezzo per pezzo nella sua posizione attuale, sul Lungarno Gambacorti. Il nome di Chiesa della Spina deriva dal fatto che essa conserva una spina - tradizionalmente attribuita alla corona di Cristo - portata a Pisa da un mercante nel Trecento.
L’edificio è rivestito di marmo a fasce bianche e nere, ed è splendidamente decorato da arcate, trifore e quadrifore. La cupola, un tempo ornata da numerose statue dei Pisano (attualmente al Museo Nazionale di San Matteo), è ricoperta da guglie e pinnacoli.
In facciata si aprono due portali simmetrici, sovrastati da archi a doppia ghiera. Sopra il pilastro che li separa, un’edicola contiene il gruppo marmoreo della Madonna con Bambino e due Angeli, attribuito a Giovanni Pisano.
In contrasto con la ricchezza e ricercatezza decorativa della sua parte esteriore, la chiesa si presenta piuttosto spoglia al suo interno. Gran parte del suo arredo mobile è andato perduto nel tempo e ciò che ne rimaneva è stato - per precauzione - spostato al Museo di San Matteo e nella chiesa di Santa Chiara. L'interno è a pianta rettangolare e conserva un'altra Madonna con Bambino, di Andrea e Nino Pisano, nota anche con il nome di Madonna della Rosa. Realizzata tra il 1345 e il 1348, la statua conserva - in parte - la colorazione e la doratura originarie ed è considerata uno dei massimi esempi di scultura gotica. Oggetto di venerazione popolare, la reliquia della spina è conservata in un tabernacolo murato sul lato sinistro.
