Trên 500 cột bằng đá hoa, porphyry, thạch anh (jasper), serpentine và thạch cao tuyết hoa (alabaster) trang trí cho mặt ngoài cũng như bên trong nhà thờ. Các tấm tranh khảm (mosaic) trên nền mạ vàng (diện tích tổng cộng là 4.240 m²) đã mang lại cho nhà thờ tên "Nhà thờ Vàng". Các bức lâu đời nhất xuất phát từ thế kỷ 12, phần lớn là từ thế kỷ 13. Một vài bức – đặc biệt là mặt ngoài nhà thờ - đã được thay thế bằng các tác phẩm có cùng motiv từ thế kỷ 16 đến thế kỷ 18.

Mặt chính nhà thờ với hai tầng có 5 cổng mà trong đó 3 cổng giữa dẫn vào tiền sảnh. Cổng chính được trang trí bằng đầu sư tử có 3 vòm với các tượng từ thế kỷ 13 mô tả các phường hội Venizia, tượng trưng của 12 tháng trong năm và biểu tượng của đức hạnh. Trước cửa sổ tầng trên là bản sao của bốn con ngựa nổi tiếng bằng đồng mạ vàng. Mỗi một tượng ngựa cao 1,60 m và nặng 875 kg. Chúng xuất phát từ khoảng thế kỷ thứ 4, do Enrico Dandolo mang về Venezia từ Constantinopolis trong cuộc Thập tự chinh lần thứ 4.

Nhà thờ được chia làm 3 gian và, theo gương mẫu Byzantine, có một gian tiền sảnh với các bức tranh khảm (1220-1290) mô tả cảnh trong sách Cựu Ước. Thuộc vào trong số các phẩm nổi tiếng nhất là Pala d'oro, màn che phía sau của bàn thờ chính (thế kỷ 10 – thế kỷ 14).