La chiesa è ubicata, nel quartiere di Castello, al centro della via Martini, già contrada di Santa Lucia, che collega piazza indipendenza a piazza Palazzo. Venne fondata nel 1539, come si può notare dalla lapide posta sopra l'architrave della porta laterale della chiesa, anno in cui il viceré don Antonio Cardona donò l'edificio a undici monache clarisse, chiamate da Barcellona da papa Paolo III; l'edificio sorge nell'area delle fortificazioni pisane, di cui rimane traccia nella torretta inglobata nella sagrestia.

L'interno è costituito da un'unica navata divisa in due campate voltate a crociera semplice, mentre il presbiterio (capilla mayor), più stretto della navata secondo la tradizione costruttiva tardo-gotica sardo-catalana, è coperto a volta stellare con cinque gemme pendule.
Le due cappelle a destra si differenziano per la struttura della volta: la prima, con volta a botte, va fatta risalire al primo decennio del XVII secolo, la seconda, con volta a crociera e gemma pendula al centro, è cinquecentesca. Le cappelle a sinistra, molto semplici, sono state ricavate, probabilmente, dagli ambienti del convento.
Rilevante, oltre ad un pulpito in legno sostenuto da una colonna di marmo, alcune lapidi funerarie tra le quali si nota quella del Can. Serafino Schirro, già rettore dell'università di Cagliari nei primi tempi della sua fondazione (1662).

Da rilevare ancora l'altare dedicato a S. Gaetano, dove si trovava una interessante tela raffigurante S. Antonio in disputa con il diavolo rappresentato sotto forma di Centauro, e in una nicchia vicino all'altare maggiore un antico simulacro della Madonna seduta sopra la Santa Casa.
Sull'altare maggiore trovano posto un bel crocifisso, considerato miracoloso, e una statua molto grande della Vergine degli Angeli che in origine si trovava sopra l'altare al posto del Cristo crocifisso.

Oggi il monastero funge da scuola materna ed elementare (Umberto e Margherita); il giorno della domenica delle Palme dalla Cattedrale parte una processione, con l'Arcivescovo, che giunge proprio in questa chiesetta, dove viene letta la Passio Christi e in seguito benedette le Palme.