Stenkyrka, medeltida. Gavlarna på den medeltida Katarina stenkyrka i Åbo är utan dekoration. Mitt på den norra väggen finns landsortskyrkornas enda nordportal. I västra ändan finns ett lågt, senare byggt förrum på platsen för det planerade tornet. Den treskeppiga kyrksalen med fyra travéer har åttkantiga pelare.
Mittskeppet är högre och bredare än sidoskeppen. Valven är till typen kryssvalv. De längsgående arkadbågarna mellan pelarna är kraftigt profilerade. Kalkmålningarna i korvalvet med växtornamentik och evangelistmotiv ansluter sig stilistiskt till målningarna inom Pietari Henrikinpoikas skola under senare hälften av 1400-talet.
Målningarna med evangelist- och apostelmotiv på orgelläktarens barriär är utförda av kyrkomålaren Jonas Bergman 1759-1760, och altartavlan som föreställer den heliga nattvarden är också hans verk. De kyrkotextilier som används i dag har planerats av Maija Lavonen. Minnesmärket på graven efter Mathias Calonius, professor i rättsvetenskap vid Åbo akademi, som anskaffades genom en medborgarinsamling, är ritat av den svenske arkitekten C.Fr.
Sundvall. Den nyklassicistiska sarkofagen av röd granit, som restes år 1822, hör till Finlands konstnärligt betydelsefullaste gravminnesmärken. Staketet kring minnesmärket och de övriga järndelarna är gjutna vid Samuel Owens gjuteri. På kyrkogården finns dessutom tre murade gravkapell.
