Planeada pelo arquiteto italiano Alexandre Massaii a rogo do rei Filipe III no âmbito de um reforço da defesa da costa algarvia dos ataques de corsários e piratas, a fortaleza de S. Catarina fica localizada na embocadura da foz do Rio Arade, conseguindo estabelecer uma linha de fogo cruzado com a estrutura semelhante que está na outra margem, o forte de S. João em Ferragudo. Conheceu várias alterações ao longo dos anos, ficando da traça original apenas a fachada principal, dividida em três panos.

Nos últimos anos serviu de ponto de apoio à capitania do porto de Portimão e à antiga Guarda Fiscal, assim como a uma estação meteorológica, permitindo-se ainda o usufruto do seu espaço para lazer com a construção do miradouro e esplanada onde antes estavam instaladas as baterias de fogo. Contém ainda uma pequena ermida consagrada a Santa Catarina, anterior à edificação da fortaleza. Está classificada como Imóvel de Interesse Público.