La Chiesa del Tau di Pistoia fu fatta costruire intorno al 1340 da Fra' Giovanni Guidalotti, che la dette in donazione ai canonici regolari di Sant'Antonio del Tau, così detti perché sul mantello recavano il Tau (lettera dell'alfabeto greco) in smalto azzurro.
Soppressa nel 1787 la cappella subì gravi manomissioni, ma i restauri degli anni Sessanta hanno recuperato gran parte delle strutture e decorazioni pittoriche originali.
L'interno ad unica navata rettangolare con presbiterio rialzato e cripta sottostante è suddiviso in tre campate con volta a crociera decorate ad affresco come le sottostanti pareti.
Il ciclo pittorico di notevole bellezza fu eseguito da artisti tardogotici della fine del Trecento e dell'inizio del Quattrocento, in particolare da Niccolò di Tommaso e dai suoi collaboratori. Gli affreschi raffigurano le Storie dell’Antico e del Nuovo Testamento e della vita di Sant'Antonio Abate.
Negli ultimi anni la Chiesa è stata restaurata e ospita al suo interno alcuni grandi bronzi di Marino Marini, rinomato artista, pittore e scultore che nacque a Pistoia. La collezione di bronzi qui conservata è parte del percorso creato dal Museo della Fondazione Marino Marini che si estende in tutto il Complesso monumentale del Tau, che comprende l'Ospitaliero di Sant'Antonio Abate.