Capolavoro della Collegiata è la monumentale pala d’altare in terracotta invetriata e dipinta, opera del fiorentino fra’ Mattia della Robbia. La pala, realizzata tra il 1527 e il 1532, è importante non solo per le grandiose, inusuali dimensioni ma soprattutto perché è l’unica opera certa  di uno degli ultimi esponenti della bottega fiorentina dei Della Robbia, famosissima nei secc. XV e XVI per la produzione di maioliche e terrecotte.
L’opera venne eretta da fra Mattia Della Robbia (e inizialmente anche da suo fratello fra’ Ambrogio, ben presto deceduto) a spese del Comune, che in questo modo intendeva invocare l’intercessione della Madonna e dei santi per scampare a una terribile pestilenza.
Il quadro centrale rappresenta la Madonna con il Bambino in gloria tra San Sebastiano, San Rocco, San Pietro Martire e Sant’ Antonio Abate.
Nella predella ci sono le Storie dell’infanzia di Gesù alternate ai classici festoni di frutta robbiani.
Ognuno dei due pilastri laterali è decorato da una teoria di sette angioletti che reggono cartigli e simboli della Passione, da cinque profonde nicchie vuote e da una treccia esterna.
Alla base dei pilastri sono posti gli stemmi del committente, il Comune di Montecassiano, raffiguranti solo i cinque monti e le due stelle poiché la croce entrò definitivamente a far parte dello stemma solo nel 1549.
Nella lunetta si impone la figura di Dio Padre benedicente, affiancato da angeli suonatori e circondato da festoni e cherubini. Sopra la testa dell’Eterno, c’è la data d’inizio dell’opera (MDXXVII).