L'affresco ritoccato a tempera raffigura elementi architettonici e ricopre tutta la grande cupola ellittica della chiesa. Al centro balconata con balaustra decorata con vasi di fiori e alternata a cartelle mistilinee a finto stucco, dipinte con i simboli delle quattro virtù teologali con fondo argento lumeggiato in oro; segue un loggiato retto da colonne con capitelli dorati e composto da sei arcate con volte a cassettoni alternate a logge con timpani e trabeazioni; la cupola è a cassettoni con angeli sospesi in volo che portano gli attributi di Santa Caterina. Sopra il portale centrale medaglione fogliato con illustrazione a monocromo, retto da due angeli; sopra l'altare maggiore medaglione dorato e decorato con immagine a monocromo lumeggiato in oro, sempre retto da due angeli uno dei quali tende un drappo azzurro. Alla sommità la cupola termina con un oculo le cui pareti interne sono illustrate con quattro paraste, due cartigli sagomati e fogliati e un cherubino in volo