D'un esprit encore roman par certains aspects (volumétrie, conception architecturale, voire symbolique), cette chapelle présente l'une des voûtes les plus complexes du gothique angevin. Ce voûtement a pu être comparé (Mussat, cf. bibliographie) à ceux, contemporains, mais moins nervurés, du porche ou galilée de l'ancienne abbaye Saint-Florent de Saumur (à Saint-Hilaire-Saint-Florent, Maine-et-Loire) édifié avant 1203, de l'église de Fontaines-en-Sologne (Loire-et-Cher), de l'église de Soubise (Charente-Maritime) ou encore de l'église de Clussais-la-Pommeraie (Deux-Sèvres).

Dans une mise en œuvre différente, le système de trompes nervurées se retrouve aussi, à immédiate proximité, dans le choeur de l'église Saint-Michel de Fontevraud, quasi contemporain de cette chapelle et plusieurs autres édifices angevins l'adoptent aussi un peu plus tard au XIIIe siècle.

L'ossuaire peut être rapproché de celui, plus important, de Châteauneuf-sur-Charente (Charente) et la structure en chapelle avec ossuaire en sous-sol évoque, quant à elle, l'octogone de Montmorillon (Vienne).

Située au cœur de l'ancien cimetière et désormais dans le bourg de Fontevraud, liée par son origine à l'abbaye, la chapelle Sainte-Catherine est ainsi l'un des éléments majeurs du patrimoine fontevriste, témoin architectural régional remarquable du tournant des XIIe et XIIIe siècles.