کلیسای کاتارینه یا کاتارینیان، از بسیاری کلیساهای دیگر هم عصر خود، قدیمی تر است و در سال 1623 میلادی ساخته شد. این ساختمان، در ابتدا به عنوان صومعه ای برای خواهرهای راهبه در نظر گرفته شده بود. بانی این کلیسا، یغیازار لازاریان، از تاجران ثروتمند و بنام جلفا بود که در ساختمان اصلی، برای راهبه های صومعه، خوابگاه، کلاس درس و سالن غذاخوری هم بنا کرد.
این کلیسا، در سال 1842 میلادی، توسط هاکوپ پطروسیان مرمت و بازسازی شد و در جریان بازسازی، یک سالن بزرگ اصلی هم به بنا اضافه شد.این بنا که از خشت و آجر ساخته شده، ترکیبی جالب و عالی از معماری ارمنی و ایرانی است. نمای بیرونی کلیسا، به سبک معماری ایرانی و نمای داخلی، به سبک معماری ارمنی ساخته شده است. درزمان ساخت این بنا، 32 راهبه در آنجا تحصیل و زندگی می کردند، اما در سال 1954 میلادی، آخرین راهبه ای که در آنجا باقی مانده بود، فوت کرد و این کلیسا به فعالیت خود خاتمه داد.
این کلیسا، بنایی مستطیل شکل، متشکل از یک گنبد کوچک قوسی شکل و یک گنبد بزرگتر با هشت نورگیر است. فضای داخلی این کلیسا، سه بخش مرتبط به هم دارد. محراب کلیسا، در بخش شرقی قرار دارد و تابلوهای نقاشی زیادی با موضوع مذهبی در آن قسمت جای گرفته. ناقوس خانه نیز در بخش غربی و بالای در ورودی قرار دارد. گفتنی است که کلیسای هوانس مگردیچ مقدس نیز در نزدیکی این کلیسا قرار دارد.