Santa Caterina della Rota ligger med facaden ud mod Piazza di Santa Caterina della Rota og højre sidemur ud mod sidegaden Via in Caterina. På Kirkens venstre side står den gamle Klosterbygning.

Kirkebygning og Kloster stammer fra 1580'erne, mens Kirkens facade først kom til i 1700-tallet, antagelig før 1730, hvor Kirken blev genindviet. Man kender ikke arkitektens navn.

Facaden afspejler kirkerummet indenfor, som er i kun ét skib. Således har Kirken kun én indgangsdør, der er indsat i en profileret karm, flankeret af smalle, flade søjler, der bærer lave konsoller under et fremspringende, profileret og brudt, halvrundt gavlfelt. Mellem konsollerne se indskriften "Ven. Arc. V.S. Annae Parafr.", der fortæller, at Kirken (fra 1932) ltilhører lægbroderskabet Venerabile Arciconfraternita Vaticana di Sant'Anna de' Parafrenieri.

Over portalen sidder et højt vindue i enkel, profileret stukramme, omgivet af en smallere stukbort med snoninger under et fremspringende halvrundt gavlfelt, hvorunder der sidder et våbenskjold for Peterskirken, Capitolo di San Pietro, som indtil 1932 var ejer af Kirken.

I hver side af facaden afgrænses denne af dobbelte, flade søjler i 2-etagers højde. De toppes af kunstfærdigt udskårne joniske kapitæler, som bærer nogle smalle bånd og en bredere frise og ender i et slags fremspringende tagudhæng, inden søjlerne genoptages på facadens øverste del under endnu en bred frise og et trekantet gavlfelt.

I muren ud mod Via in Caterina ses den gamle sideindgang, som nu er tilmuret, samt nogle store halvcirkelformede vinduer, der giver lys til kirkerummet.

KIRKENS INDRE:

Kirkerummet består kun af ét skib, men med 3 nicher med altre i hver side. For enden af skibet er der en halvcirkelformet apsis og inden da et slags tværskib, som består af en halvcirkelformet apsis i hver side. Man har ikke klarlagt, om denne utraditionelle løsning skyldes arkitekten Ottaviano Mascherino, der har stået for resten af Kirkens indre dekoration, eller om det drejer sig om et levn fra den gamle Middelalderkirke.

Kirkens loft er i træ og rigt udskåret med kassetter og dekorerede rammer med borter, rosetter, blomster og dyr, samt Pave Sixtus V's emblemer: løven og pæren. Det hele er forgyldt eller farvet i kraftige farver. Det dateres til 1587-1588 og stammer fra den i 1879 nedrevne Kirke San Francesco dei Mendicanti. I midten var der tidligere anbragt et relief af San Francesco, men det er nu erstattet af emblemet for Capitolo di San Pietro. Før dette loft blev flyttet fra den nedrevne Kirke, var der i Santa Caterina della Rota et andet loft med malerier af en "N. Bolognese", som skulle være fremstillet kort før 1686.

Højre side:

1. Sidealter i højre side har en altertavle malet kort efter 1549 af Girolamo Muziano. Fresken har motivet "Riposo nella fuga in Egitto": "Hvil under Flugten til Ægypten". I det halvcirkelformede felt ovenover har samme kunstner malet "due Profeti e putti": "2 profeter og englebørn". (Se foto af Alvaro de Alvariis på Flickr).

I 2. niche i højre side var tidligere Kirkens sideindgang, men den blev muret til, antagelig engang i 1800-tallet, og i 1855 blev der i stedet opsat sidealteret: Altare del Santissimo Crocifisso (Alteret for Den Korsfæstede Kristus). Et baggrundsmaleri forestillende et hængende tæppe under en baldakin stammer fra samme tid. Foran hænger et gammelt krucifiks i træ, som menes at være skåret af en flamsk kunstner i 1500-tallet. (Se foto af Alvaro de Alvariis på Flickr).

I den 3. niche i højre side findes Altare di Sant'Anna, alteret viet til Sant'Anna, som blev sat op her i 1933 efter at Kirken var blevet overtaget af lægbroderskabet Arciconfraternita di Sant'Anna de' Parafrenieri. I den barokinspirerede ramme sidder et skulpturgruppe af Sant'Anna og Jomfru Maria, som stammer fra klosteret Monastero della Santissima Concezione in Campo Marzio. Rundt om er der ophængt talrige votivgaver fra kvinder der takker for en veloverstået fødsel. (Se foto af Alvaro de Alvariis på Flickr).

Koret er hævet nogle trappetrin over kirkegulvet, men i stedet for lige korvægge er der her i hver side en halvcirkelformet apsis.

Apsis til højre: her var tidligere opsat et alter, men efter Lægbroderskabets overtagelse i 1932 er der i stedet indsat korstole i træ. Tidligere var rummet viet til San Carlo Borromeo og væggene dekoreret med fresker med scener fra helgenens liv. I apsiskuplen ses en fresko af "Dio Padre tra angeli e cherubini" ("Gud Fader mellem engle og keruber"). Den menes udført af Francesco Nappi.

Højalteret er renoveret i 1879 efter ønske af Kardinal Edoardo Borromeo. (Se foto af Alvaro de Alvariis på Flickr). På hver side af alterbordet står 2 statuer af lysbærende engle i forgyldt træ. Altertvalen er et 1800-tals maleri af Santa Caterina's ophøjelse ("Gloria di Santa Caterina d'Alessandria"), som menes malet af den lidet kendte kunstner Zucca. På væggen til venstre hænger en gammel beholder til den hellige olie. Den er indfældet i væggen, omgivet af et marmorrelief af blomsterranker og guirlander mellem flade, kannellerede søjler med korinthiske kapitæler under et bredt, vandret felt, som igen bærer et buet gavlfelt indeholdende et engleansigt med vinger.

Venstre side:

Apsis til venstre for Højalteret: I stedet for det oprindelige alter blev her i 1933 opstillet korstole i træ. Før det stod her et alter for Sant'Antonio da Padova. Alteret ejedes af lægbroderskabet Confraternita dei Calzettari, som havde haft sin gang i Kirken siden 1538 og i deres niche havde opstillet en statue af titelhelgenen. Senere kom Lægbroderskabet i konflikt med Kirkens ejere, Capitolo di San Pietro, og måtte forlade Santa Caterina della Rota, hvorefter de flyttede til San Giuliano a Monte Giordano og derpå til Sant'Omobono. Den oprindelige udsmykning i venstre apsis er kun bevaret i kuplen. Det drejer sig om en fresko med motivet "Coro di angeli" : "Englekor", som tilskrives maleren Francesco Nappi. Altertavlen var et maleri med episoder fra Sant'Antonio's liv. Det forsvandt først engang i slutningen af 1800-tallet, måske da der i 1850 efter ønske fra Kardinal Mario Mattei blev opsat et nyt alter viet til helgenerne San Pietro og San Paolo. På det nye alter ophængtes som altertavle et maleri af San Pietro og San Paolo. Det dateres til slutningen af 1600-tallet og menes udført af en elev af Carlo Maratta.

I 3. niche i venstre side har familien De Monte deres alter med en spændende dekoration fra 1500-tallet, som fremstår næsten original. Alterbord og altertavle er dog renoverede i 1879 under Kardinal Edoardo Borromeo. En stor ramme i rødbrunt marmor indeholder en stor plade i grå-blåt året marmor. På denne baggrund står 2 flade søjler med forskelligt farvet marmorintarsia og øverst 2 telamon'er (mandsskikkelser som bærer søjler), der toppes af en mangefarvet marmorfrise under en hylde, hvorpå der i hver side sidder en ung mand med ryggen til en indrammet tavle, som støttes af en engel, der sidder på toppen. På tavlen er der i clair-obscur malet Middagen hos Herodes og Johannes Døberens halshugning ("Banchetto di Erode e la Decollazione del Battista").
Hele dette arrangement indrammer altertavlen, som er en fresko af Madonna med Barnet og helgeninderne Santa Caterina d'Alessandria og Sant'Apollonia. (Se foto af Alvaro de Alvariis på Flickr).
På indersiden af altersøjlerne ses 2 tavler i hvidt marmor med familierne De Monte og Ceci's våbenskjolde. Den der i 1569 bestilte opsætningen var Lavinia De Monte, som var gift med Giulio Ceci. Det var også hende, der bestilte alterdekorationen.

På 2. Sidealter i venstre side er altertavlen et maleri af "Miracolo di Santa Valeria" ("Santa Valeria's mirakel"). Det er en kopi fra 1800-tallet, udført af Francesco Kech efter en original af Giovanni Antonio Galli, kaldet lo Spadarino. Denne var oprindelig malet til Peterskirken, men blev midlertidig opstillet i Santa Caterina della Rota i 1824 og senere flyttet til Studio del Mosaico i Vatikanet.

I 1. niche til venstre ses et gravmæle for kobberstikkeren Giuseppe Vasi, der døde i 1782. Over den lange indskrift sidder en oval ramme med Vasi's portræt i profil, udført som relief i gips. I rummet sidder også andre gravmæler, heriblandt en gravsten for Nicolò Bonarelli, som var del af Kardinal Odoardo Farnese's hof og døde i 1623. Samt en anden for juristen og digteren Giovan Battista Grappelli, der døde i 1728.