La chiesa di Santa Maria si trova nel castello di Signa e ovviamente la sua origine è antica quanto l'abitato. Nata come suffraganea della vicina pieve di San Lorenzo godette fin dall'antico del titolo di prioria. Nel 978 la contessa Willa di Toscana la donò alla Badia Fiorentina che ne esercitò il patronato per molto tempo. Alla fine del '200 dovette avere l'interno completamente decorato ad affresco come testimoniano dei resti di pittura muraria ancora oggi conservati come la Crocifissione tra i dolenti ultimamente attribuito a Corso di Buono, ma per lungo tempo creduto di Cimabue.
L'interno è ad un'unica navata frutto della ristrutturazione di inizio Ottocento. Gli altari laterali custodiscono diverse tele, due di Carlo Sacconi e un'altra settecentesca che è una copia di un dipinto seicentesco di Jacopo Vignali che si trova nella chiesa dei santi Simone e Giuda a Firenze. Ma su tutti troneggia per bellezza e importanza una tela raffigurante l'Adorazione dei Magi del 1617 di Sigismondo Coccapani. Il Coccapani fu allievo del Cigoli e fu uno dei protagonisti della pittura fiorentina del Seicento. Questo quadro, come altri, non era originario di questa chiesa, ma fu acquisito in un secondo tempo: in particolare l'Adorazione dei Magi arrivò dal soppresso convento di San Baldassarre a Firenze agli inizi dell'800, in occasione del riammodernamento della chiesa.