Σημείο με στρατηγική σημασία, εμπορικό στάυροδρόμι και ιερός χώρος, από τα χρόνια των διωγμών του 3ου αιώνα το Σινά άρχισε σταδιακά να συγκεντρώνει αναχωρητές, οι οποίοι τον 4ο αιώνα είχαν ήδη εγκατασταθεί και διέθεταν εκκλησία αφιερωμένη στη Θεοτόκο της Βάτου και τετράγωνο οχυρό πύργο-δώρο της Αγίας Ελένης-για να προστατεύονται από τις επιδρομές βαρβαρικών φυλών.
Μια νέα περίοδος ξεκίνησε για το Σινά τον 6ο αιώνα, όταν ο αυτοκράτορας Ιουστινιανός, κατά παράκληση των Σιναϊτών μοναχών, οικοδόμησε την ιερά μονή με όλους τους κανόνες της φρουριακής αρχιτεκτονικής και της μοναστικής παράδοσης. Ο ναός ήταν αρχικά αφιερωμένος στην Παναγία. Σε μεταγενέστερη εποχή, αφιερώθηκε στη Μεταμόρφωση τον Σωτήρος και, από τον 8ο ή τον 9ο αιώνα, στην Αγία Αικατερίνη, το σεπτό σκήνωμα της οποίας βρέθηκε από μοναχούς στην υψηλότερη κορυφή, που φέρει το όνομά της.
Το Καθολικό χτίστηκε από τον αρχιτέκτονα Στέφανο Αϊλίσιο συγχρόνως με το φρούριο που περιβάλλει τη μονή. Ο ναός θεμελιώθηκε το 542 και περατώθηκε μετά από εννέα χρόνια, ενώ ο προϋφιστάμενος, της Αγίας Βάτου, ενσωματώθηκε στην ανατολική πλευρά του νέου κτίσματος. Το Καθολικό, φτιαγμένο από γρανίτη, είναι τρίκλιτη βασιλική με νάρθηκα, κυρίως ναό και Άγιο Βήμα. Οι τοίχοι, οι κίονες, η ξύλινη στέγη, το μωσαϊκό και οι επιγραφές χρονολογούνται από την εποχή του Ιουστινιανού.
H αρχική στέγη, η οποία διασώζεται, καλύπτεται από οριζόντια φατνωματική οροφή του 18ου αιώνα. Το κεντρικό κλίτος διαμορφώνεται από δώδεκα μονόλιθους κίονες από γρανίτη που αντιστοιχούν στους μήνες του έτους. Τα κιονόκρανα είναι επίσης από γρανίτη, με φυτικό διάκοσμο. Εντός θύλακα ανοιγμένου στον κορμό κάθε κίονα και σφραγισμένου με το σημείο του σταυρού, βρίσκονται λείψανα αγίων σε αντιστοιχία προς κάθε μήνα. Κάθε κίονας κοσμείται από μία εικόνα (μηναίο) με τους αγίους του μήνα.
Το Ιερό Βήμα, όπου φυλάσσεται η μαρμάρινη λάρνακα με το λείψανο της Αγίας Αικατερίνης, είναι σε ψηλότερο επίπεδο από το δάπεδο του κυρίως ναού και χωρίζεται με τέμπλο του 1612. Τη βασιλική περιβάλλουν εννέα παρεκκλήσια. Πίσω από το Άγιο Βήμα βρίσκεται το παρεκκλήσι της Αγίας Βάτου, που γιορτάζει στον Ευαγγελισμό της Θεοτόκου και όπου κάθε Σάββατο τελείται Θεία Λειτουργία. H θέση της Αγίας Βάτου συμπίπτει με εκείνη της Αγίας Τράπεζας του παρεκκλησίου, η οποία έχει θεμελιωθεί πάνω στη ρίζα της Βάτου.
Το ίδιο το φυτό θάλλει ακόμη μεταφυτευμένο σε ανοιχτό παρακείμενο χώρο. Αξίζει να σημειωθεί ότι το είδος αυτής της βάτου είναι το μόνο που υπάρχει στη Σιναϊτική Χερσόνησο. Οι πιστοί έχουν τη δυνατότητα να προσκυνήσουν τα τίμια λείψανα της Αγίας Αικατερίνης μετά το πέρας των ακολουθιών, οπότε εκτίθενται για προσκύνηση. H Ιερά Μονή Σινά κατέχει το μοναδικό προνόμιο στην ορθόδοξη χριστιανοσύνη να είναι διοικητικά διά του ηγουμένου της και Αρχιεπισκόπου Σινά «αδούλωτος, ασύδοτος, ακαταπάτητος, πάντη και παντός ελευθέρα, αυτοκέφαλος», καθώς δεν εξουσιάζεται από κανέναν πατριάρχη ούτε από σύνοδο.
Ο Αρχιεπίσκοπος Σινά έχει μεγαλύτερη πνευματική σχέση με τον Πατριάρχη Ιεροσολύμων, από τον οποίο χειροτονείται και τον οποίο μνημονεύει. Από την ύστερη αρχαιότητα έως σήμερα, οι Σιναΐτες Πατέρες διακονούν αδιάλειπτα μια παράδοση φιλανθρωπίας, άσκησης και προσευχής. Διαβιούν διακριτικά και ειρηνικά με τους Βεδουίνους κατοίκους της περιοχής, τους προσκυνητές και τους επισκέπτες, αφιερωμένοι στην προστασία της μεγάλης σιναϊτικής παράδοσης, των προσκυνημάτων, των μνημείων και των μετοχιών στην Αίγυπτο και διεθνώς.
Με αυτό τον τρόπο, ο χώρος διατηρείται διαμέσου των αιώνων ως ένας ιερός βιβλικός τόπος όπου το νόημα των γεγονότων της Νομοδοσίας και όλης της Παλαιάς Διαθήκης φωτίζεται και ερμηνεύεται με την εποχή της Καινής Διαθήκης στο πρόσωπο του Κυρίου Ιησού Χριστού και στην τιμή προς τη Θεοτόκο και όλους τους αγίους, ιδίως προς την Αγία Αικατερίνη.
