A Capela de Santa Catarina é uma pequena e simples construção em pedra, de nave única, de planta rectangular, onde se destaca sobretudo o campanário que se ergue sobre a igreja, adornado com dois pináculos e encimado por uma cruz.

A fachada principal é também adornada com dois pináculos, um de cada lado. A sacristia, também retangular, surge anexa à fachada posterior.

A Capela de Santa Catarina homenageia a padroeira da vila de Portonovo, por quem os marinheiros sentem grande devoção e a quem é dedicada uma festa no mês de Novembro, com uma procissão marítima realizada em sua honra. A Capela está também intimamente ligada às restantes festas de Portonovo, especialmente às festas do Padroeiro, São Roque.

Antigamente o Campo de São Roque era aberto ao mar e diz-se que até ao século XIX ali existia uma bateria de canhões para defender a entrada da ria. Desde Portonovo que foi utilizado como porto de refúgio pelos navios corsários nos séculos XVII e XVIII. Estes canhões defensivos estão atualmente enterrados na base do Mercado Velho.