Hram, smješten odmah iza perimetra gradskih zidina, jedna je od simboličnih građevina renesansne arhitekture. Njegova izgradnja, koja je započela 1508. godine, završila je samo stoljeće kasnije. Njegova arhitektura je u suprotnosti s arhitekturom povijesnog centra Todi, koji nosi srednjovjekovni karakter. Arhitektonski projekt pripisan je, iako s nekim rezervacijama, Donato Bramante, dok je to svakako bila intervencija nekih od najistaknutijih arhitekata tog vremena: Cola di Matteuccio da Caprarola, Ambrojo da Milano, Antonio da Sangallo Jr., Jacopo Barozzi pod nazivom "Il Vignola" i Baldassarre Peruzzi. Hram, s središnjim planom i grčkim križem, ima tri poligonalne apside i polukružnu; unutar dvanaest gipsanih kipova koji prikazuju dvanaest apostola, odmaraju se u istom broju niša, a iznad glavnog oltara nalazi se drevna slika Madonne s djetetom i vjenčanja Svete Katarine Aleksandrije. Slika, koja se smatra čudesnom, izvorno se nalazila u zidovima male kapele koja je stoljećima pala. Zidar ju je našao prekriven prašinom i cobwebs i, nakon što je obrisao znoj s čela s istim rupčićem koji je obrisao mural, čudesno je izliječio od ozbiljne bolesti oka. Kao podsjetnik, ovaj događaj ostaje godišnji praznik koji se slavi 8. rujna i završava lijepim i sugestivnim vatrometom.
