Ο ναός της Αγίας Αικατερίνης βρίσκεται στο βορειοδυτικό τμήμα της
Ανω Πόλης Θεσσαλονίκης, βόρεια της οδού Αγίου Δημητρίου, κοντά στα Βυζαντινά Τείχη.
Είναι κτίσμα χαρακτηριστικό της λεγόμενης "Μακεδονικής Σχολής", καθώς
διαμορφώνεται με τέσσερις καμάρες εγγεγραμμένου σε τετράγωνο σταυρό, πάνω στις
οποίες στηρίζεται ο κεντρικός τρούλος. Γύρω από το τετράγωνο αυτό της βάσης του
τρούλου αναπτύσσεται προς τρεις κατευθύνσεις (νότος, δύση, βορράς) ένα χαμηλωμένο
κλίτος που δίνει μεγαλύτερη ευρυχωρία στο ναό και προσθέτει κομψότητα και μορφολογικό
ενδιαφέρον, καθώς στις τέσσερις γωνίες του κλίτους ανυψώνονται ισάριθμοι τρούλοι,
πιο χαμηλοί από τον κεντρικό που κυριαρχεί.
Από πλευράς διάταξης των χώρων και μορφολογίας, ο ναός της Αγίας Αικατερίνης
έχει πολλά κοινά χαρακτηριστικά με τον ναό των Αγίων Αποστόλων Θεσσαλονίκης, παρόλο
που έχουν κάποια χρονική διαφορά στην ανέγερσή τους (τέλη 13ου αιώνα η Αγία Αικατερίνη,
αρχές 14ου αιώνα οι Αγιοι Απόστολοι). Η ομοιότητα μάλιστα αυτή είναι πολύ φανερή
και στα δομικά -γενικά- στοιχεία καθώς και στον τρόπο κτισίματος των τοίχων. Πάντως
η ύπαρξη των μνημείων αυτών με τα κοινά χαρακτηριστικά αποδεικνύει ότι στη Θεσσαλονίκη
από τον 11ο και ως τον 14ο αιώνα, είχε δημιουργηθεί μία σημαντική εμπειρία στην
ανέγερση των ναών, που κληροδοτήθηκε -προσαρμοσμένη στα τότε δεδομένα- και στους
Έλληνες οικοδόμους κατά τη διάρκεια της τουρκοκρατίας.
Ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά του ναού είναι οι περίτεχνες τοιχοποιίες
εξωτερικά, που εκμεταλλεύονται αισθητικά κάθε αρχιτεκτονικό-μορφολογικό στοιχείο
αναδεικνύοντάς το. Το ίδιο ενδιαφέρον παρουσιάζουν και οι τοιχογραφίες του εσωτερικού
του, που είχαν σοβατιστεί από τους Τούρκους όταν μετέτρεψαν το ναό σε μουσουλμανικό
τέμενος (τζαμί) με το όνομα "Γιακούπ-πασά τζαμί". Οι τοιχογραφίες αυτές
που είναι σύγχρονες με το ναό, παριστάνουν μορφές Αγίων, σκηνές από το Ευαγγέλιο,
θαύματα του Χριστού κ.ά.
Οι τοιχογραφίες του ναού της Αγίας Αικατερίνης μαζί με αυτές των άλλων
ναών της πόλης (Προφήτης Ηλίας, Αγιοι Απόστολοι, Αγιος Νικόλαος Ορφανός, παρεκκλήσι
Αγίου Ευθυμίου στον Αγιο Δημήτριο, ναϊδριο του Σωτήρα κ.λπ.), πείθουν πως η Θεσσαλονίκη
ήταν κέντρο της βυζαντινής αγιογραφίας, από όπου μάλιστα μεταδόθηκε η τέχνη αυτή
σε όλες τις περιοχές της Βαλκανικής. Σε αυτό συνετέλεσε σημαντικά ασφαλώς το γειτνίασμα
της Θεσσαλονίκης με το
Αγιο Ορος
και οι σχέσεις και οι επαφές της πόλης με την Αθωνική πολιτεία.
Οι πληροφορίες περιλαμβάνονται στο βιβλίο του Απόστολου Παπαγιαννόπουλου
με τίτλο: ΜΝΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 
