L'estructura arquitectònica, d'estil romànic-bizantí, totalment feta amb maons vist, data de la primera meitat del segle XI, i s'aixeca al lloc d'una anterior basílica paleocristiana. L'interior està dividit en tres naus per dues fileres de columnes i pilars alterns.El gran absis central acull la Pala d'Oro, una preciosa obra d'orfebreria, que consta de sis plafons en làmina de plata repujada i cisellada, immersos en un bany d'or, amb diverses imatges sagrades; construït en diferents èpoques, en part a la segona meitat del segle XIII i en part a la primera meitat del segle XIV, potser originàriament tenia forma de 'frontal', i es va situar a l'altar major de la catedral.La tradició local, que tanmateix no està confirmada a la documentació històrica, indicaria a l'artefacte un obsequi de Caterina Corner, ofert per la reina a l'església com a mostra d'agraïment pel rescat rebut d'uns pescadors de Caorle, que haurien la va salvar d'un naufragi davant la costa, durant una tempesta, l'any 1489, just quan acabava el seu viatge de tornada a Venècia des de Xipre, després de la seva abdicació.Pel que sembla, l'episodi devia ser representat a la mateixa conca absidal, en un fresc del qual avui dia gairebé no en queda rastre, si s'exclou un fragment encara força llegible, que mostra la imatge del Lleó de Sant Marc.
