Distante dal molo mediceo circa 400 metri ed alto ben 52 metri, il Fanale dei Pisani è formato da due torri merlate sovrapposte con base a tronco di cono. Fu distrutto dai bombardamenti nel 1944 e ricostruito nel 1955. Il disegno originale è probabilmente da attribuirsi a Giovanni di Nicola Pisano, che lo realizzò negli anni in cui lavorava al pergamo del Duomo di Pisa. L'opera fu costruita vicino alla città in sostituzione della Torre della Meloria, collocata sulle secche a ovest di Livorno e irrimediabilmente danneggiata dai Genovesi nella celebre battaglia omonima (1284) che li vide vincitori sui Pisani.

Il cronachista fiorentino Goro di Stagio Dati definì il Fanale uno dei più bei fari del mondo; si ritiene addirittura che sia stato fonte di ispirazione a Dante Alighieri nei celebri versi «sta come torre ferma che non crolla / giammai la cima per soffiar di venti» (Divina Commedia, Purgatorio, V, 14-15). La torre è ricordata anche da Francesco Petrarca nel suo Itinerario siriaco come «validissima, dal cui vertice ogni notte la fiamma indica ai naviganti il più sicuro lido». Nel 1584 ospitò, per volontà del Granduca Francesco I de' Medici, un piccolo lazzaretto. La torre è anche un luogo emblematico legato a Galileo Galilei che vi compì numerosi esperimenti per la messa a punto del suo cannocchiale.