La basilica è inserita nel contesto di una piazza rinascimentale porticata ed ornata, al centro del bronzeo monumento equestre al Granduca Ferdinando I, opera del 1608 di Pietro Tacca, cui corrispondono lateralmente le estrose fontane, anch'esse in bronzo dello stesso Tacca.

La chiesa, fondata nel 1260 come Oratorio dell'Ordine dei Servi di Maria, fu ben presto ingrandita e rinnovata per la sempre più intensa devozione rivolta ad un affresco, appunto raffigurante l'Annunciazione. La chiesa attuale è preceduta da un portico che immette nel cosiddetto 'chiostrino dei voti', dal quale si passa al luogo di culto propriamente detto, che è ad una sola grande navata, con cappelle laterali ed è terminato da un'ampia Tribuna rotonda.

L'interno è stato ristrutturato alla metà del Quattrocento e ancora rinnovato in uno sfarzoso stile Barocco nella seconda metà del Seicento. Particolarmente pregevole, per intagli e pitture, è il soffitto ligneo dorato. All'Altar Maggiore, il paliotto è uno splendido lavoro in argento dell'argentiere granducale Cosimo Merlini, artista di sensibilità barocca.