Per quanto riguarda la costruzione, la Rotonda è composta da un ambulacro esterno e di un vano centrale delimitato da quindici coppie di colonne con capitelli di marmo pentelico del I-I secolo d.C., sormontate da archi su cui poggia una grande cupola. Le colonne, in marmo pentelico, sono elementi di spoglio recuperate da edifici templari romani ormai in disuso del II e III secolo. Prelevate da strutture diverse, queste colonne sono ineguali (a volte anche in altezza) tra loro e offrono al battistero la vivace policromia interna. Completamente differenti anche i capitelli. Particolarmente interessanti quelli prelevati dal tempio di Nettuno, ornati da delfini. Al centro dell’edificio è posta la grande vasca battesimale, di oltre sette metri di diametro e profonda 1,30 metri rispetto al parapetto elevato di 70 cm dal pavimento. La vasca si presenta ottagonale all’esterno e circolare all’interno e fu utilizzata per immersione dei catecumeni. Nell'edificio vi sono da osservare anche alcuni interessanti affreschi del '300-'400 in due cappelline laterali. Sono presenti evidenti tracce dei restauri borbonici. Accanto al battistero sorse La Congregazione (o Confraternita) di Santa Caterina di Alessandria (1296). I ruderi della primitiva cappella vennero alla luce durante gli scavi sulla parete Nord della Rotonda. Di forma trapezoidale, è situata a 2,30 metri al di sotto dell’attuale livello della strada.