Structura arhitecturală, în stil romanic bizantin, realizată în întregime din cărămidă aparentă, datează din prima jumătate a secolului al XI-lea și se află pe locul unei bazilici creștine timpurii mai vechi. Interiorul este împărțit în trei naosuri prin două rânduri de coloane și piloni alternați.În marea absidă centrală se află Pala d'Oro (Palida de Aur), o operă prețioasă de orfevrărie, formată din șase panouri din foiță de argint, reliefate și cizelate, scufundate într-o baie de aur, cu diferite imagini sacre; realizată în momente diferite, parțial în a doua jumătate a secolului al XIII-lea și parțial în prima jumătate a secolului al XIV-lea, a fost probabil inițial sub forma unui "antependium" și a fost plasată pe altarul principal al catedralei.Tradiția locală, care însă nu este confirmată de documente istorice, ar indica faptul că artefactul ar fi fost un cadou din partea Caterinei Corner, oferit de regină bisericii în semn de recunoștință pentru ajutorul primit de la niște pescari din Caorle, care au salvat-o de la naufragiu în largul coastei în timpul unei furtuni în anul 1489, chiar în momentul în care își încheia călătoria de întoarcere la Veneția din Cipru după abdicare.Se pare că episodul trebuie să fi fost reprezentat în același bazin absidal, într-o frescă din care astăzi nu a mai rămas aproape nicio urmă, cu excepția unui fragment încă destul de lizibil, care prezintă imaginea Leului Sfântului Marc.
