Patente omaggio al magistero leonardesco dello sfumato e del chiaroscuro, il leggendario episodio della mistica unione di santa Caterina d’Alessandria con il Cristo bambino è concepito da Sodoma come una raccolta e compunta cerimonia. Mentre la giovane martire si inchina umilmente a ricevere l’anello, a testimoniare alle nozze è convocato il vecchio Giuseppe, che con la sua presenza serve altresì a conferire un’equilibrata simmetria all’immagine e una centralità non solo geometrica alla figura di Maria. A sottolineare la gerarchica struttura della composizione contribuisce infine il singolare, rustico pergolato che incornicia il terzetto, oltre il quale si apre una veduta lontana, brumosa e indistinta, paesaggio “de’ perdimenti” ugualmente memore della lezione di Leonardo.