Hommage patent au magistère léonardien du nuancé et du clair-obscur, l'épisode légendaire de l'union mystique de sainte Catherine d'Alexandrie avec l'enfant Jésus est conçu par Sodome comme une cérémonie recueillie et composée. Alors que le jeune martyr s'incline humblement pour recevoir l'anneau, le vieux Joseph est convoqué pour témoigner au mariage, qui avec sa présence sert également à donner une symétrie équilibrée à l'image et une centralité non seulement géométrique à la figure de Marie. Enfin, la pergola singulière et rustique qui encadre le trio contribue à souligner la structure hiérarchique de la composition, au-delà de laquelle s'ouvre une vue lointaine, brumeuse et indistincte, un paysage de « perdimenti » également attentif à la leçon de Léonard.