Característica de la arquitectura poblana es el uso del azulejo y el Templo de Santa Catalina es uno de los más imaginativos casos. Su cúpula y su campanario contrastan con la desnudez del resto del edificio. En el interior también existe un gran contraste en tres de sus ámbitos: presbiterio neoclásico, nave y retablos barrocos y los coros desnudos sin interés.
Santa Catalina contiene uno de los acervos barrocos más importantes del país, no sólo por sus 8 retablos de madera dorada, sino por ser uno de los contados conjuntos decorativos de templo de monjas que aún existen.
Al colocar en el siglo XIX canceles de acceso en las dos puertas de entrada, dos de sus retablos se dañaron y quedaron inmersos en ellos.
