La structure architecturale, de style roman byzantin, entièrement faite de briques apparentes, date de la première moitié du XIe siècle et se dresse sur le site d'une basilique paléochrétienne antérieure. L'intérieur est divisé en trois nefs par deux rangées de colonnes et de piliers alternés. La grande abside centrale abrite la Pala d'Oro, une œuvre précieuse de l'orfèvrerie, composée de six panneaux en feuille d'argent, gaufrés et ciselés, immergés dans un bain d'or, avec diverses images sacrées ; réalisée à différentes époques, en partie dans la seconde moitié du XIIIe siècle et en partie dans la première moitié du XIVe siècle, elle avait peut-être à l'origine la forme d'un " antependium " et était placée sur le maître-autel de la cathédrale. La tradition locale, qui n'est toutefois pas confirmée par la documentation historique, indique que l'artefact était un cadeau de Caterina Corner, offert par la reine à l'église en signe de gratitude pour l'aide qu'elle avait reçue de quelques pêcheurs de Caorle, qui l'avaient sauvée d'un naufrage au large de la côte pendant une tempête en 1489, alors qu'elle terminait son voyage de retour de Chypre à Venise après son abdication. Apparemment, l'épisode a dû être représenté dans le même bassin absidal, dans une fresque dont il ne reste aujourd'hui presque aucune trace, à l'exception d'un fragment encore assez lisible, montrant l'image du Lion de Saint-Marc.
