Der hohe gotische Bau aus dem 13. Jahrhundert erscheint mit seiner kahlen Backsteinfassade -gegenüber der historischen Bauwerke Sienas- eher modern. Die mächtige, auf dem Colle di San Domenico errichtete, Backsteinbasilika befindet sich im historischen Stadtkern innerhalb der Stadtmauer von Siena und beherrscht den Norden der Stadt.

Das Innere der einschiffigen Hallenkirche ist besonders schön, wenn das Licht durch die blauen und roten Glasfenster über dem Hauptaltar hereinflutet. Das Ziborium des Hauptaltars wurde von Benedetto da Maiano um 1475 geschaffen, und die Apsis haben Arcangelo Salimbeni und Galgano Perpignani gestaltet. Im Querschiff befinden sich zudem vier Kapellen.

Die in der rechten Seitenwand, der 1488 errichteten Cappella di Santa Caterina, sind die Meisterwerke von Sodoma "Die Ohnmacht der Heiligen Katharina" und "Die Verzückung der Heiligen Katharina" besonders sehenswert. Hier werden auch die nach dem Tod der Santa Caterina in Rom von Raimund von Capua 1383 zurückgebrachten Reliquien, der Kopf und einen Finger der Heiligen, aufbewahrt. In der Cappella delle Volte -vorne, rechts vom Eingang- ist ein lebensnahes Bildnis der Heiligen Katharina zu sehen. Das Fresko stammt von Andrea Vanni, der Sienas Stadtheilige persönlich gekannt hat.

Zum Gebäudekomplex gehören neben der Kirche noch das Capitolo, die Sakristei, das Refektorium, das Dormitorium und der Kreuzgang. Die Bezeichnung Basilica Cateriniana entstammt dem Wirken der heiligen Katharina von Siena bei den Dominikanern der Kirche.

1798 richtete ein Erdbeben erhebliche Schäden an der Kirche an. Durch dieses Ereignis musste der Campanile erheblich verkürzt werden. Von 1941 bis 1962 wurde die Kirche grundsaniert und renoviert.

Nach soviel religiösem Genuss geht es nun weiter durch die wunderschönen Strassen und Gassen der Altstadt. Vielleicht lässt sich dabei auch ein verträumtes Plätzchen für einen Cappuccino oder Espresso finden.