Tháp gồm 8 tầng, cao 54,8 m, có trọng lượng khoảng 14.500 tấn, được xây theo hình dạng một hình trụ rỗng với các dãy cột chung quanh. Mặt trong và ngoài tháp được ốp bằng cẩm thạch và điều đặc biệt nhất là tháp không đứng thẳng mà nghiêng 5 độ về phía nam. Đây cũng chính là một tronh những yếu tố quan trọng tạo nên sự hấp dẫn của tòa tháp. Và có lẽ không ít người trong chúng ta cũng đã từng đặt câu hỏi về nguồn gốc, nguyên nhân khiến cho công trình này có được hình dáng độc đáo như thế.
Tháp nghiêng Pisa được xây dựng vào năm 1173 để chứng minh cho thế giới biết sự giàu có, thịnh vượng của thành phố Pisa, nơi đã sản sinh ra những thủy thủ tài ba, nhà hàng hải lỗi lạc từng chinh phục nhiều vùng đất mới từ Jerusalem tới Carthago, Ibiza, Mallorca, Châu Phi, Bỉ, Anh, Nauy, Tây Ban Nha và một số nơi khác.
Ban đầu tháp được xây thẳng đứng trên nền đá thô, với phần chân tháp âm xuống dưới đất 3m. Tuy nhiên vì diễn ra cuộc chiến với Florence nên việc thi công bị đình trệ.
Năm 1180, mọi việc bắt đầu lại, người ta hoàn thành được 3 tầng tháp, lúc này nền đất bị lún và tháp bắt đầu nghiêng, cũng vì vậy tháp đã được kèm thêm chữ nghiêng ngay từ khi việc xây cất chưa hoàn thành. Để hạn chế độ nghiêng, những nhà thiết kế đã cố xây dựng các cột và mái vòm phía bắc cao hơn. Nhưng chiến tranh với Florence một lần nữa lại xảy ra, do đó việc xây tháp tạm dừng để ưu tiên cho cuộc chiến.
Sau gần 100 năm, tòa tháp vẫn trong tình trạng dở dang và đất dưới móng tiếp tục sụt dần. Năm 1272, công trình được xây dựng tiếp, người ta cố gắng điều chỉnh độ nghiêng nhưng không đạt kết quả như mong đợi và đến năm 1278 sau khi hoàn thành 7 tầng thì công trình bị hoãn lại.
Mặc dù tháp bị lún dần và nhiều lúc ở mức báo động nhưng điều này cũng không ngăn các nhà chức trách và công nhân tiếp tục quá trình xây dựng của họ. Cuối cùng tháp nghiêng Pisa cũng được hoàn tất vào khoảng giữa những năm 1360 – 1370. Và để giữ cho tòa tháp cân bằng họ đã đặt tháp chuông trên tầng 8 nghiêng nhiều về hướng bắc.
Theo thời gian, độ nghiêng của tháp ngày càng tăng lên, người ta lo sợ đến một lúc công trình vĩ đại này sẽ sụp đổ. Đã có lúc các nhà chức trách phải đóng cửa tham quan để bảo dưỡng. Cho đến nay sau nhiều nỗ lực của các nhà nghiên cứu tháp nghiêng đã được dựng thẳng hơn chỉ còn nghiêng 3,9 độ và có thể tồn tại trong ít nhất 200 năm nữa.