Questo tempietto, in stile gotico-veneziano con una cupola ottagonale all'esterno e semisferica all'interno, fu edificato nel 1392 dagli abitanti di Sottomarina rifugiatisi a Chioggia dopo la guerra tra Venezia e Genova, causa della completa distruzione nel 1379 di Pellestrina e di Sottomarina, allora denominata Chioggia Minore. La chiesa è dedicata al Santo di Sottomarina in memoria della più antica e omonima parrocchia. Interamente in cotto, è ricca di pregevoli elementi architettonici, fra cui si distinguono il portale ogivale cuspidato sul fianco destro, il tiburio ottagonale a colonnine angolari, le paraste collegate da cornici e archetti intrecciati e due preziosi polittici attribuiti a Paolo Veneziano (1349): uno è dedicato agli episodi della Vita di San Martino e l'altro alla Vergine. Si tratta di una delle opere artistiche più antiche e importanti della città.