Mesures à l'ouverture du cadre : h = 128 ; la = 90 (la largeur est approximative). Largeur du cadre : 5 cm.

Le tableau original de Van Dyck conservé au Metropolitan Museum de New-York (le tableau de Largny en est une copie) porte le titre de Vierge à l'Enfant avec sainte Catherine d'Alexandrie. Il a parfois été nommé dans certains catalogues : Le mariage mystique de sainte Catherine, La Vierge et l'Enfant Jésus adoré par sainte Catherine ou encore La Vierge et l'Enfant Jésus adoré par un ange tenant une palme.

La majeure partie de la composition est occupée par la Vierge assise de trois-quarts, qui regarde l'Enfant Jésus couché sur ses genoux. L'Enfant nu, plein de vie, semble s'agiter sous le regard rempli d'amour de sa mère et d'un troisième personnage. Ce dernier n'est pas un ange, mais une jeune femme dont on ne voit que le haut du corps, qui croise les bras sur la poitrine, tient la palme du martyre et regarde l'Enfant avec adoration. Derrière la Vierge, sont représentés un rosier couvert de roses écloses et un arbre. S'il n'est pas possible de distinguer l'essence de cet arbre sur la version de Largny, en revanche, c'est un pommier, des branches duquel pendent quelques fruits, qui est peint sur le tableau original. Il s'agit là d'allusions à la Vierge, qui est la "Rose mystique" ou la "Rose parmi les roses". Quant aux pommes, elles rappellent le péché originel, racheté grâce à la Vierge - la "nouvelle Ève" - qui a accepté d'être la mère du Sauveur.

La jeune femme en adoration sur le côté droit de la peinture est de toute évidence une martyre, comme le prouve la palme qu'elle tient à la main. En revanche, aucun autre attribut ne permet de l'identifier clairement. Il est généralement proposé d'y reconnaître sainte Catherine d'Alexandrie, à cause du rang de perles qui maintient sa chevelure, interprété comme une allusion à sa noble origine. Toutefois, si la composition générale de la scène est proche d'un Mariage mystique de sainte Catherine peint par Van Dyck vers la même période, il ne peut s'agir ici de ce thème iconographique, puisque l'Enfant Jésus ne passe aucun anneau au doigt de la sainte. Peut-être faudrait-il plutôt identifier cette martyre avec sainte Marguerite d'Antioche, ce que pourrait suggérer la présence des perles - "attribut parlant" de cette sainte - dans sa chevelure.

Le tableau a été restauré en 1974 par l'Atelier de Restauration et Conservation des Objets d'Art, à Paris (refixage, rentoilage, nettoyage, masticage, restauration picturale). Quelques moisissures apparaissent actuellement sur les bords du tableau.