W centralnej części nawy głównej znajduje się gotyckie cyborium z 1293 r. autorstwa Arnolfo di Cambio złożone z czterech kolumn z czarno-białego marmuru, na których opiera się baldachim zdobiony łukami w kształcie liści koniczyny nakrytych tympanonami, udekorowany przedstawieniami świętych Cecylii, Waleriana, Tyburcjusza, Urbana I, dwóch proroków, czterech Ewangelistów i dwóch ewangelicznych Panien Mądrych.
Pod ołtarzem znajduje się marmurowa figura z 1600 r. dłuta Stefano Maderno przedstawiająca św. Cecylię w pozycji w jakiej miano odnaleźć jej relikwie w 1599 r..
W apsydzie znajduje się mozaika z 820 r. przedstawiająca Chrystusa w otoczeniu po lewej świętych Pawła i Cecylii oraz papieża Paschalisa I (ofiarującego Chrystusowi model bazyliki), po prawej świętych Piotra, Waleriana i prawdopodobnie Agaty. Papież Paschalis, jako osoba żyjąca w chwili powstawania mozaiki, ma nad głową kwadratowy nimb. W dolnym pasie mozaiki jest Baranek Paschalny, którego z prawej i lewej otacza po 6 owiec symbolizujących apostołów, z boków przedstawiono Jerozolimę (po lewej) i Betlejem (po prawej).