Come non sono chiaramente definite le origini di Chioggia, così non è noto a quando risalga la prima chiesa della città, quella che all'inizio del XII secolo, dopo il trasferimento della sede vescovile da Malamocco, divenne cattedrale. Fu distrutta da un incendio nella notte tra Natale e S. Stefano del 1623. L'anno successivo iniziarono i lavori della cattedrale attuale, su progetto di Baldassare Longhena, il quale, invertendo l'orientamento del tempio medievale, la realizzò con la facciata prospiciente la piazza.

 

L'esterno della chiesa è molto semplice, con paramento murario in mattoni a vista. La facciata, a salienti, ospita, in corrispondenza delle navate laterali, entro due nicchie, le statue dei santi patroni della città, Felice e Fortunato. Al centro della facciata, si trova il portale, che è decorato da un bassorilievo del XIV secolo raffigurante la Vergine Maria con Gesù Bambino e i Santi Patroni.

 

Di fianco alla chiesa si trova il campanile, in stile romanico, alto 64 metri e sormontato da una copertura a cupola ottagonale.

 

L'inizio dei lavori iniziò il 14 novembre 1347, come visibile nella prima pietra sul lato sinistro della parete est. L'attuale campanile sostituisce il precedente caduto solo dieci giorni prima il 4 novembre 1347 sotto il podestà Pietro Civran.

 

L'orologio venne fatto montare, nel 1686, dal vescovo Rosada 

 

L'interno della chiesa è a croce latina, con tre navate coperte con volta a crociera e separate tra loro da semicolonne.

 

Lungo le navate laterali, si trovano quattro altari laterali, due per navata, abbelliti da pale d'altare di autori diversi, tra cui Jacopo Palma il Giovane e Francesco Rosa.

 

L'abside semicircolare, in cui si aprono due grandi finestre ad arco intervallate da lesene corinzie, ospita il pregevole altare maggiore; quest'ultimo è opera di Alessandro Tremignon: qui spiccano, alternate a figure di putti, scene istoriate della vita della Madonna e dei patroni Felice e Fortunato in marmi policromi con intarsi e sculture.

 

Affianca il presbiterio, sul lato sinistro, la cappella dedicata ai patroni cittadini: qui in un'urna sono conservate le reliquie dei due martiri. Sul lato destro invece è la cappella del Santissimo Sacramento.

 

Notevoli il pulpito scolpito da Bartolomeo Cavalieri nel 1677 e il battistero (1700-1708).

 

Sulla cantoria in controfacciata, si trova l'organo a canne Callido opus 244-245, in seguito più volte rimaneggiato e modificato (Malvestio, 1904; Ruffatti, 1961; Zanin, 2005).

 

Lo strumento, a trasmissione meccanica, ha due tastiere di 58 note ciascuna ed una pedaliera di 30; possiede 1617 canne, per un totale di 30 registri. La cassa barocca è in legno dipinto a finto marmo, con una semicolonna corinzia per lato e frontone triangolare; al centro vi è la mostra, composta da 23 canne di principale disposte in cuspide unica con ali laterali.