Thema van dit schilderij is de hartenruil, een van de meest significante en intense mystieke ervaringen van Catharina. Het overkwam haar in 1370 toen ze drieëntwintig jaar oud was. Het verhaal is ontleend aan haar biografie, de 'Legenda maior', die tussen 1385 en 1395 geschreven werd door haar biechtvader de dominicaan Raymundus van Capua. Catharina vroeg Christus haar een nieuw hart te geven. Hij verscheen haar, opende haar zijde en nam haar ‘oude’ hart weg. Enkele dagen later verscheen hij haar opnieuw en plaatste zijn eigen glanzend helrode hart in haar borst.

Op dit schilderij in de Pinacoteca van Siena, knielt Catharina op het voorplan. Ze draagt het dominicaanse habijt en houdt haar hart in haar rechterhand. Christus verschijnt haar, omgeven door engeltjes, in een gouden mandorla en is daarbij omgeven door engeltjes, wat toen al enigszins archaïserend was.

Het lijstloze paneel is een van de oudste voorstellingen van de hartenruil. Omdat er geen wond in haar zijde is gaat het waarschijnlijk om het moment waarop Christus aan Catharina verschijnt en haar zijn eigen hart aanreikt en haar tegelijk zegent.

Het gebeuren vindt plaats in een kapel waarvan het plafondgewelf met sterren bezaaid is. In de achtermuur is er een cirkelvormig venster met twee glas-in-loodraampjes. Op het altaar staan een klein houten kruisbeeld en twee kandelaars. Het violetkleurig antependium heeft een ruitvormig motief met plantaardige elementen. Op de altaartrede ligt een boek.

De schilder heeft in de compositie weinig rekening gehouden met de nieuwe regels voor de perspectief, maar dat belet niet dat het werk een religieuze intimiteit uitstraalt die past bij de persoonlijke geloofsbeleving waarvoor het waarschijnlijk bedoeld was.