Der Tempel, gleich außerhalb der Stadtmauern, ist eines der symbolträchtigen Gebäude der Renaissance-Architektur. Sein Bau, der 1508 begann, endete nur ein Jahrhundert später. Seine Architektur kontrastiert mit der des historischen Zentrums von Todi, die einen mittelalterlichen Charakter aufweist. Das architektonische Projekt wurde, wenn auch mit einigen Vorbehalten, Donato Bramante zugeschrieben, obwohl es sicherlich die Intervention einiger der bedeutendsten Architekten der damaligen Zeit war: Cola di Matteuccio da Caprarola, Ambrogio da Milano, Antonio da Sangallo der Jüngere, Jacopo Barozzi genannt "Il Vignola" und Baldassarre Peruzzi. Der Tempel mit einem zentralen Grundriss und griechischem Kreuz hat drei polygonale und eine halbkreisförmige Apsis; im Inneren ruhen zwölf Gipsstatuen, die die zwölf Apostel darstellen, in ebenso vielen Nischen, während über dem Hauptaltar das antike Bild der Madonna mit Kind und die Hochzeit der heiligen Katharina von Alexandria zu sehen ist. Das als wundertätig geltende Bild befand sich ursprünglich in den Mauern einer kleinen Kapelle, die im Laufe der Jahrhunderte verfallen war. Ein Maurer fand es mit Staub und Spinnweben bedeckt, und nachdem er sich den Schweiß von der Stirn mit demselben Taschentuch abgewischt hatte, mit dem er das Fresko gereinigt hatte, wurde er auf wundersame Weise von einer schweren Augenkrankheit geheilt. Zur Erinnerung: Dieses Ereignis ist nach wie vor ein jährliches Fest, das am 8. September gefeiert wird und mit einem wunderschönen und suggestiven Feuerwerk endet.