La facciata classicheggiante è aperta su una via centrale di Urbania. L'elemento decorativo principale è costituito dal portale in pietra arenaria grigia incorniciato da due colonne doriche che sorreggono un fregio a triglifi coronato da timpano. Ai lati del portale sono due finestre con griglia metallica mentre in asse col portale, in alto, è aperta una finestra con architrave leggermente arcuato. Lungo i muri insiste un ampio cornicione in muratura. L'interno ad unica navata è adorno di stucchi, le pareti sono scandite da sedici paraste sormontate da capitelli corinzi alternate a nicchie. Il presbiterio è separato dalla navata da una balaustra in metallo. L'altare addossato alla parete di fondo è decorato da una pregevole cornice con putti, festoni e conchiglia centrale. Il dipinto è opera di Donnino Berti su cartone di Taddeo Zuccari. Sulle pareti laterali sono due altari minori: sull'altare di sinistra è presente il dipinto raffigurante Madonna col Bambino, San Carlo Borromeo, Santa Rosa da Viterbo, Santa Caterina d'Alessandria e Santa Francesca Romana, tela datata 1615 e firmata da Gian Giacomo Pandolfi. Elementi decorativi La chiesa è caratterizzata da notevoli lavori di stucco decoranti la volta e parte delle pareti. Sul soffitto sono raffigurate le Virtù teologali entro tondi, mentre nei riquadri con angoli smussati sono ritratti episodi della vita di Santa Caterina d'Alessandria. Altri episodi della vita della santa sono ritratti nei riquadri rettangolari posti lungo l'imposta della volta. Le nicchie nelle pareti e la decorazione della parete sopra l'altare maggiore sono opere di Tommaso Amantini. Nelle nicchie sono alloggiate le statue dei profeti Isaia, Geremia, Davide e Mosè risalenti al secolo XVII. Struttura La chiesa insiste su una struttura portante in muratura, costruita con materiali di risulta della demolizione della rocca e con integrazioni di materiali di più recente fattura. Coperture La chiesa è voltata a botte, con sezione ad arco. La volta è ricoperta di stucchi. Sopra l'imposta della volta sono realizzate capriate di legno che sostengono l'orditura delle travi secondarie. Sopra di esse è steso il rivestimento interno in pianelle di cotto. La superficie esterna è coperta da un manto di coppi.
V. Filippo Ugolini - Urbania (PU)