La chiesa è situata nel Foro Romano, ai piedi del Palatino, in una serie di costruzioni in una zona che un tempo veniva considerata sede del Tempio di Augusto e che più recenti studi attribuiscono all'epoca di Domiziano, come ingresso e raccordo tra i palazzi imperiali sul Palatino e il Foro sottostante, dove probabilmente stazionava la guardia di pretoriani. Quando nel 552 i Bizantini presero possesso di Roma probabilmente ripristinarono, oltre a mura e acquedotti, anche i vecchi palazzi imperiali e usarono un'aula rettangolare e l'antistante quadriportico per fondare una sorta di "cappella palatina" dedicata alla Madonna.

All'interno della chiesa sono ancora visibili circa 250 mq. di affreschi dei circa 1000 originari, dipinti tra la metà del VI e del IX secolo. La loro datazione è determinabile con una buona precisione, basandosi su riferimenti tratti dai cartigli e sulla presenza di personaggi ritratti col nimbo (aureola) quadrato azzurro, usato per le persone viventi, mentre quello tondo giallo e oro è riservato a santi e martiri.

Questi affreschi rivestono particolare importanza perché vi si può ammirare la prima rappresentazione della Madonna in trono conosciuta. È inoltre un documento fondamentale per la conoscenza della pittura bizantina, perché dopo la crisi iconoclasta del 726, in oriente non è sopravvissuto praticamente nulla di quel periodo.