La chiesa dell'Ospedaletto, o Santa Maria dei Derelitti, venne realizzata nel 1575 nell'area originalmente detta "del bersaglio", che ospitava l'ospedale eretto da San Gerolamo Miani nel 1517 ed ospitava malati, pellegrini e orfani di entrambi i sessi. Il disegno originale è del Palladio, mentre la facciata del 1670 è opera di Baldassare Longhena, eseguita grazie al lascito di Bartolomeo Cargnoni.

La facciata è strutturata su due ordini: nel primo si trova il portone, sovrastato da una ceramica del XV secolo che raffigura la Madonna addolorata e due finestre che affiancano il portone, attorniato da quattro pilastri che si ergono su quattro basamenti. Il secondo ordine ospita il busto del Cargnoni, che viene ricordato anche attraverso i suoi stemmi presenti sulla trabeazione superiore. L'edificio ospita sopra il coronamento quattro statue allegoriche della scuola dello scultore Giusto Le Court.

L'interno dell'edificio è ad una sola navata; il soffitto è opera di Giuseppe Cherubini, è del 1905 e presenta tre pannelli decorativi, dei quali quello centrale rappresenta la storia della chiesa stessa. Si possono distinguere sei altari, tre per lato, alternati a semicolonne ìoniche, ed un altare maggiore sul fondo. È costituito da un ciborio disegnato da Baldassare Longhena nel 1668, affiancato da due angeli adorantì scolpiti da Tommaso Ruer. Il ciborio nasconde parzialmente la pala cinquecentesca raffigurante l'Incoronazione della Vergine, capolavoro cinquecentesco dell'allievo di Tiziano Damiano Mazza, precocemente scomparso. Ai lati sono le statue di S. Francesco e S. Sebastiano, e le tele di Antonio Molinari.

Le pale d'altare del lato destro rappresentano: Cristo deposto e santi del pittore tedesco Carl Loth; una Madonna con Bambino e i santi Giuseppe, Carlo Borromeo, Simone il Vecchio e la Veronica, di Francesco Ruschi; l'Annunciazione a Maria firmata da Jacopo Palma il Giovane, e infine La piscina probatica di Gregorio Lazzarini. Sul lato sinistro sono invece la Madonna delle Grazie e San Girolamo e Antonio da Padova di Andrea Celesti, XVII secolo, in fondo alla parete, mentre Giuseppe Angeli rappresenta il fondatore dell'Ospedaletto nella pala con Cristo in croce e San Girolamo Miani con alcuni orfanelli, e infine di Ermanno Stroiffi, la Beata Vergine in gloria e i santi Jacopo, Francesco di Assisi e Giovanni battista.

Interessanti sono anche le lunghe e strette tele, collocate nelle pareti laterali fra i sei arconi degli altari e la trabeazione. In esse, le figure allungate dei santi furono eseguite da diversi pittori, fra cui Giambattista Pittoni e Pietro Vecchia. Fra queste spiccano alcune fra le prime opere note di Giambattista Tiepolo: al 4° arcone di destra, il Sacrificio di Isacco, al 3° arcone di sinistra, S. Andrea e S. Giacomo maggiore, e al 1°, S. Giovanni e S. Tommaso.