Templet, strax utanför stadens ytterväggar, är en av de symboliska byggnaderna i renässansarkitektur. Dess konstruktion, som började 1508, slutade bara ett sekel senare. Dess arkitektur kontrasterar med den historiska stadskärnan i Todi, av en medeltida karaktär. Den arkitektoniska projekt tillskrevs, om än med vissa förbehåll, att Donato Bramante, medan det var verkligen ingripande av några av de mest framstående arkitekter tid: Cola di Matteuccio da Caprarola, Ambrogio da Milano, Antonio da Sangallo Yngre, Jacopo Barozzi kallas "Il Vignola" och Baldassarre Peruzzi. Templet, med en central plan och grekiskt kors, har tre polygonala apser och en halvcirkelformad; inuti tolv gipsstatyer, som visar de tolv apostlarna, vilar i så många nischer, medan ovanför huvudaltaret är den gamla bilden av Madonna och barnet och bröllopet till Saint Catherine of Alexandria. Bilden, som tros vara mirakulös, var ursprungligen belägen inom väggarna i ett litet kapell som hade fallit i förfall under århundradena. En murare fann den täckt av damm och spindelväv och, efter att ha torkat svetten från pannan med samma näsduk som han hade rengjort fresken, blev han mirakulöst botad av en allvarlig ögonsjukdom. Som en påminnelse förblir denna händelse en årlig festival som firas den 8 September och slutar med en vacker och suggestiv fyrverkeri.
