Nízkými portálky ze závěrů bočních lodí se vstupuje do suterenní kaple (krypty) sv. Kateřiny, právem považované za umělecky nejcennější součást kouřimského chrámu. Osmibokou centrální prostoru z doby po polovině 13. století kryje pozoruhodná hvězdicovitá klenba, spočívající na středním svazkovém pilíři. Jedná se o nejstarší zachovalou ukázkou užití trojpaprskového klenebního systému v kontinentální Evropě. Hlavice středového pilíře a plocha svorníků nese raně gotický reliéfní dekor s motivy úponků vinné révy, které vyjadřují Kristovo podobenství o vinném kmeni. Uspořádání prostoru kromě toho upomíná na symbolický Strom života.
Po několika stupních na západní straně je z kaple možné sestoupit do drobné prostory vyhloubené pod podlahou hlavní lodi. V minulosti zde nejspíše býval ve velikonočním čase upravován symbolický Boží hrob. Ve středověku kaple pravděpodobně sloužila jako místo k uložení významného souboru svatých ostatků, a jeho uctívání poutníky. Vžité označování této kaple názvem „krypta“ tedy není správné. Na stěnách a klenbě byly v letech 1999 - 2007 pod vrstvou pozdějších nátěrů odkryty a zrestaurovány unikátní gotické nástěnné malby z doby kolem roku 1410. Nad vchodem do Božího hrobu se nachází výjev Ukřižování s truchlící P. Marií a sv. Janem Evangelistou, který doplňuje vyobrazení dvou donátorů - snad arcijáhna Petra ze Všerub a jeho příbuzného Jakuba.
Skutečnost, že malba Ukřižování byla viditelná ještě na počátku 17. století, dokládá dodatečný nápis „Hic fuit Joannes /…/ 1612“. Na jihozápadní stěně kaple je vyobrazena scéna zázraku sv. Kateřiny Alexandrijské, kdy světice modlitbou zabránila svému mučení strojem sestaveným z kol opatřenými hřeby. Na výjev navazoval námět „Stětí sv. Kateřiny“ na severozápadní stěně, který byl bohužel z větší části zničen dlouhodobými statickými poruchami zdiva a v 19. století dokonce i zásahem kulového blesku. Dnes se z něho zachovaly pouze fragmenty. Jedinečností malířské výzdoby je vyobrazení andělského kůru na klenbě, kde čtyřiadvacet andělů hraje na rozmanité hudební nástroje. Kromě umělecko historické hodnoty maleb se jedná o jedinečný ikonografický dokument k dějinám české hudby v období vrcholného středověku. V rukách andělů tak můžeme vidět vyobrazení tehdejšího portativu, fiduly, loutny, žaltáře, českého křídla, trumšajtu, harfy, violy, trubky, flétny, dud, zvonků, bubnů a trianglu.
Při východní stěně kaple se nad původní gotickou menzou nachází barokní výklenkový oltář s terakotovými plastikami sv. Kateřiny, Rocha, Šebestiána a Rozálie, který byl zhotoven po roce 1714 jako poděkování za odvrácení morové epidemie. Nad ním se zachoval fragment raně gotické nástěnné malby s motivem rostlinného ornamentu z druhé poloviny 13. století.
Reportáž o kapli sv. Kostel byl založen v roce 1355 Karlem IV. jako součást kláštera augustiniánek. Současná podoba chrámu pochází z barokní přestavby v letech 1737-1741, přičemž z původního gotického kostela zbyla jeho vysoká osmiboká věž v průčelí, přezdívaná Pražský minaret.
Kostel sv. Kateřiny byl postaven na popud Karla IV., který roku 1332 v den svátku sv. Kateřiny zvítězil v bitvě u San Felice. Byl tedy postaven klášter a jediný kostel zasvěcený oblíbené svaté Kateřině, krásné a vzdělané křesťance královského původu. Nakonec byla na rozkaz římského císaře po krutém mučení sťata. Byla patronkou filozofů a studentů, řečníků a knihovníků. Kostely se tehdy zakládaly tak, aby městu přinášely požehnání. Proto vzájemná poloha chrámu svaté Kateřiny, kostela na Karlově, kláštera v Emauzích a kostela Panny Marie Na Trávníčku tvoří kříž s kostelem sv. Apolináře uprostřed.
Kostel a klášter se stavěl v letech 1355-67 pro řád obutých augustiniánek. Roku 1420 byl klášter vypálen husity, gotický kostel však sloužil ve své původní podobě až do 18. století. Klášter ležel dlouho v rozvalinách, až v 16. století. Dnešní trojkřídlou budovu kláštera v barokní podobě vystavěl v letech 1718-30 František Maxmilián Kaňka (některé prameny uvádějí jméno Kryštofa Dienzenhofera), o něco později byl v letech 1737-41 vystavěn i nový barokní kostel podle projektu Kiliána Ignáce Dienzenhofera. Vznikla unikátní barokní sálová stavba s příčnou lodí, uvnitř bohatě architektonicky členěná. Z původního gotického kostela byla ponechána pouze vysoká, dole čtyřhranná a v horní části osmiboká štíhlá věž, zvaná „pražský minaret“.
Vnitřek kostela vyniká nádhernými barokními nástropními freskami, obklopenými bohatou štukaturou od Bernarda Spinettiho. Fresky, představující výjevy ze života sv. Kateřiny, sv. Augustina a sv. Mikuláše Tolentinského, maloval Václav Vavřinec Reiner. Ústřední freska zachycuje učenou disputaci sv. Kateřiny s pohanskými mudrci. Soubor soch Františka Ignáce Weisse zdobí oltáře, kazatelnu, varhany i vlastní architekturu. Představují mimořádně hodnotnou kolekci pozdně barokního řezbářství.
Dekretem Josefa II. v roce 1784 byly kostel i klášter zrušeny a následně odsvěceny. Do objektu byl umístěn vojenský vychovávací ústav, který zde byl do roku 1822. Tehdy došlo ke značným ztrátám na uměleckých památkách. Kostel byl poté opravován a v roce 1841 znovu vysvěcen. Ve 20. letech byla v klášteře filiálka pražského blázince Irrenhasu a v roce 1826 zde byl po adaptaci kláštera zahájen provoz ústavu choromyslných pro 250 nemocných. Zemřel zde např. Bedřich Smetana.
V roce 1950 byl kostel jako majetek hlavního města Prahy předán do užívání městského muzea, které zde zřídilo depozitář dřevořezby. Od roku 2002 do 2012 byl chrám pod duchovní správou Řádu křížovníků s červenou hvězdou. V prosinci 2012 rozhodli pražští radní, že kostel sv. Kateřiny získá do pronájmu Pravoslavná církev, která ho bude využívat k bohoslužbám a církevním shromážděním, k pořádání koncertů a různých projektů duchovní kultury.
V současné době je chrám sv. Kateřiny situovaný na severozápadním konci protáhlé návsi. Orientovaný kostel stojí uprostřed hřbitova, který vymezuje ohradní zeď se dvěma branami. Kostel má lehce obdélnou loď se sedlovou střechou a čtvercový presbytář, na němž spočívá mohutná chórová věž, zakončená novější jehlancovou střechou se zvolněním sklonu ve spodní části. Na jižní straně lodi je předsíňka, sakristie chybí. Jedná se o strohý kostel, ve kterém vyniká středověká autenticky zachovaná věž a presbytář, s původními okny. Presbytář je klenut jedním polem gotické žebrové klenby, loď má novodobý falešný trámový strop. Presbytář od lodi odděluje hrotitý vítězný oblouk.
Dnes by již nezasvěcený pozorovatel sotva považoval kostel svaté Kateřiny za jeden z nejstarších církevních objektů města Opavy a jeho přilehlého okolí. Přestavba z počátku 19. století sice tvář stavby podstatně změnila, prvky jejího středověkého gotického jádra však lze spatřit dodnes. Jméno patronky kostela sv. Kateřiny bývá spojováno se starším sakrálním objektem na místě dnešního kostela; existence však vyžaduje archeologický výzkum. První zmínka z roku 1369, z níž se odvozuje i datace dokončení výstavby, pojednává o instalaci oltářního deskového obrazu zasvěceného sv. Kateřině ve stejném kostele. Tento údaj však nemusí nutně souviset s tímto místem. První bezpečná zpráva z roku 1417 ale naznačuje, že svatyně již existovala a plnila svou funkci.
Původně měl kostel jednu obdélnou loď, pětiboký presbytář a na jeho severní straně sakristii, přičemž se do dnešních dnů dochovalo obvodové zdivo s jižním vstupním portálem s výjimkou západní stěny lodi. V presbytáři, který je od lodi oddělen lomeným vítězným obloukem, lze rovněž spatřit původní elegantní zaklenutí křížovou žebrovou klenbou s paprsčitým závěrem a kolmo zapuštěné sedile - místo pro významnější účastníky bohoslužby. Do začátku 19. století se podoba kostela příliš nelišila od svého původního středověkého stavu, jak dokládají informace v souvislosti s opravou po požáru roku 1764. Zřejmě došlo k nahrazení původního stropu lodi za plochý dřevěný, doložena je také nevelká dřevěná věžička.
Ze zprávy z přelomu 16. a 17. století se lze dozvědět, že kostel spolu s hřbitovem sloužil obyvatelstvu přilehlých osad Opavy - dnešních Kateřinek, Malých Hoštic a Kylešovic. Pohřbívalo se zde až do roku 1869, kdy byl zprovozněn nový hřbitov u nedaleké kaple sv. Kříže. V průběhu 19. a 20. století proběhlo několik přestaveb a oprav, přičemž zejména ta první a největší z roku 1806 podstatně změnila tvář památky. Došlo ke stržení západní stěny a prodloužení délky kostela. Zároveň byla zaklenuta loď, vystavěna varhanní kruchta a především byla do vstupního průčelí zabudována hranolová věž s cibulovou bání, lucernou a makovicí.
Uvnitř kostela se nachází 14 obrazů zobrazujících zastavení křížové cesty, namalovaných Janem Lukášem Krackerem roku 1761. Cyklus byl původně zhotoven pro františkánský kostel sv. Barbory na Ostrožné ulici a po jeho zrušení roku 1796 byl přenesen do Kateřinek. Shodou okolností ve stejném roce zemřela Maria Anna, hraběnka Renardová, dcera svobodného pána Sobka z Kornic, jejíž náhrobní stéla je zazděna do venkovní zdi presbytáře. V tomto značně poškozeném pískovcovém náhrobku je vyobrazen reliéf dvou erbů - jejího manžela a erbu rodu Sobků, který přidržují lvi a ze kterého vyrůstá hraběcí koruna a kříž. Hned vedle se nachází o něco málo mladší a výrazně poškozenější náhrobní deska Vincence Matyáše Rudzinského, majitele kateřinského zemědělského dvora. V zahradě kostela je pak umístěna socha sv. Floriána. Skulptura ochránce před požáry zde byla přenesena roku 1923 z křižovatky Ratibořské a Černé ulice.
