La prima attestazione di una chiesa dedicata a S. Cristina si trova in un elenco di documenti di VIII secolo d.C., ma soltanto dopo il 1000 le testimonianze la collocano nell’area di Chinzica, a sud dell’Arno. Dai documenti possiamo ricostruire che la chiesa nel basso Medioevo aveva un portico al pianterreno e l’ambiente al di sotto del campanile veniva affittato come bottega.
Oggi l’edificio, orientato in senso nordovest-sudest ed affacciato sul Lungarno, dopo le trasformazioni del XIX secolo si presenta a navata unica con tetto a capanna ed è interamente intonacato, ad eccezione dell’abside localizzata nel lato orientale, in adiacenza al campanile ottocentesco.
L’abside, forse databile fra X e XI secolo, costituisce la porzione più antica conservata in elevato: è divisa in vari settori per mezzo di lesene e di semicolonne unite superiormente da una sequenza di archi ciechi che inquadrano oculi e losanghe alternati. Nelle tre parti centrali, in basso, si trovano altrettante monofore tamponate, con arco a tutto sesto. La caratteristica principale è la varietà di materiali utilizzati, provenienti dall’area pisana e livornese, diversamente lavorati e posti in opera insieme a mattoni di recupero da edifici più antichi. Tuttavia non è ancora certo se si tratti di un’unica operazione costruttiva, o di una serie di interventi succedutisi nel tempo.
L’interno, ad aula unica, ospita una Madonna col Bambino su tavola del XIV secolo, una tela del Passignano, Santa Caterina riceve le stimmate, un’immagine seicentesca dei lungarni pisani e la copia ottocentesca del Crocifisso di Enrico di Tedice posto originariamente in questa chiesa, davanti al quale, appunto, nel 1375 Santa Caterina da Siena ricevette le stimmate.