In der Mitte steht Christus im Fluss mit gefalteten Händen im Gebet, während Johannes der Täufer Wasser aus einer flachen Schüssel über seinen Kopf gießt, während eine Taube über ihnen herabsteigt, deren Flügel die Formen der Wolken widerspiegeln. Links halten drei Engel in unterschiedlichen Gewändern sich an den Händen, anstatt die Gewänder Christi zu stützen, und hinter ihnen erhebt sich ein hoher Baum, dessen heller Stamm die Szene teilt. Rechts tritt ein Mann in weißen Unterhosen ins Wasser und kämpft darum, sein Unterhemd auszuziehen, während weiter hinten Figuren in bunten Gewändern und orientalischer Kleidung am Ufer des Flusses versammelt sind. Die Taufe Christi wurde für das Kamaldulenserkloster von Sansepolcro, dem Geburtsort des Künstlers, in Auftrag gegeben und bildete ursprünglich das zentrale Panel eines Triptychons.

Die Symmetrie der Komposition und die geometrischen Teilungen spiegeln Piero della Francesca’s Faszination für Perspektive und Mathematik wider, die Merkmale der Frührenaissance sind.