A estrutura arquitectónica, em estilo românico bizantino, completamente feita de tijolo exposto, remonta à primeira metade do século XI, e situa-se no local de uma basílica cristã primitiva. O interior está dividido em três naves por duas filas de colunas e pilares alternados.A grande abside central alberga o Pala d'Oro (Golden Pall), uma preciosa obra de ourivesaria, constituída por seis painéis de folha de prata, estampados e cinzelados, imersos num banho de ouro, com várias imagens sagradas; feita em épocas diferentes, em parte na segunda metade do século XIII e em parte na primeira metade do século XIV, era talvez originalmente sob a forma de um "antependium", e foi colocada no altar-mor da catedral.A tradição local, que, contudo, não é confirmada pela documentação histórica, indicaria que o artefacto era um presente de Caterina Corner, oferecido pela rainha à igreja como sinal de gratidão pela ajuda que tinha recebido de alguns pescadores de Caorle, que a tinham salvo de ser naufragada ao largo da costa durante uma tempestade no ano de 1489, tal como ela estava a concluir a sua viagem de regresso de Chipre a Veneza após a sua abdicação.Aparentemente, o episódio deve ter sido retratado na mesma bacia apsidal, num fresco do qual quase nenhum vestígio permanece hoje, excepto por um fragmento que ainda é bastante legível, mostrando a imagem do Leão de São Marcos.
