Edificata dai monaci benedettini dell’ordine di San Vittore di Marsiglia intono all’XI secolo, è testimoniata per la prima volta in una bolla papale del 1095 con cui Papa Urbano II confermava i possessi dei Vittorini nel giudicato cagliaritano. Situata dietro la zona dell’attuale aeroporto e a pochi passi dalla linea ferroviaria, rimane l’unica testimonianza visibile del primo insediamento nel territorio masese durante l’età dei giudicati.
La chiesa di Santa Caterina è inserita al centro di un grande casolare con un vastissimo cortile, attorno al quale si ritrovano gli esempi di quelli che dovevano essere gli alloggi dei monaci Vittorini, divenuti poi “cumbessias” per accogliere i pellegrini durante le feste. La chiesa è ad impianto mononavato, con in facciata il campanile a vela di recente rifacimento e finestra rettangolare sopra il portale. Era originariamente costituita da una copertura lignea a capriata, considerata la totale assenza di ammorsature degli archi doubleaux, che potrebbero far supporre ad una copertura con volta a botte. Per l’edificazione della chiesa romanica, in muratura eterogenea, sono stati utilizzati conci risalenti al periodo romano di cui si rivela testimonianza anche nell’ingresso del portale. Dell’impianto originale della chiesa si conserva l’abside di proporzioni ampie e basse, che, anche se molto rimaneggiato, doveva essere costituito da una copertura a falda di cono con travi opportunamente disposte. Anche la soglia d’ingresso e il pavimento sono risalenti al primo impianto. Dietro l’abside sono state riscontrate tracce delle fondamenta della chiesa primitiva. Tutto intorno alla struttura sono presenti testimonianze di epoca romana. Capitelli corinzi, basi e frammenti di colonne.
La statuta della santa viene conservata durante l’anno nella parrocchiale del paese intitolata a San Sebastiano e la festa dedicata a Santa Caterina d’Alessandria si svolge la domenica di Pentecoste e i due giorni successivi. Il simulacro della Santa viene portato in processione fino alla chiesetta campestre dove si celebrano le messe e i festeggiamenti in suo onore.