Costruita nel 1384 insieme al convento nel quale trovarono asilo le monache di Santa Caterina dopo che il loro convento fu distrutto durante la guerra di Chioggia. La chiesa è di origine molto antica, risale infatti alla fine del XIV secolo.
Presenta una struttura di stampo romanico con sovrapposizione di elementi barocchi aggiunti nel XVII e XVIII secolo.
Nella chiesa di S. Caterina è conservata anche un’immagine della Madonna della Salute, la cui festa viene celebrata il 21 novembre, una delle poche occasioni in cui la chiesa è aperta al pubblico.