Die Anlage liegt im Herzen des südlichen Sinai in der Nähe der Ortschaft Milga unterhalb des 2285 m hohen Berg Sinai (Mosesberg) und des höheren Dschabal Katrina und hat eine Fläche von 100 Hektar. Das als Festung gebaute Kloster weist eine Grundfläche von 76 auf 85 Meter auf. Das Kloster selbst liegt etwa 1500 Meter über dem Meeresspiegel und ist ein kleiner, unscheinbar und ein wenig verloren wirkender Ort. Die gesamte Region wirkt schroff und unwirtlich.

Um angesichts der großen Anzahl von Besuchern (etwa 50.000 jährlich) den Klosterbetrieb aufrechtzuerhalten, wurden die Öffnungszeiten sowie die zugänglichen Bereiche des Klosters inzwischen stark eingeschränkt. Für Besucher gibt es nur ein Café mit einigen Tischen und Bänken vor der Tür.

Seit 2002 gehört das Kloster zum UNESCO-Welterbe.

Einer Legende zufolge soll hier der in der Biblischen Geschichte von Moses erwähnte brennende Dornbusch gestanden haben, der mit einer Gotteserscheinung verknüpft ist.

Tief im Inneren der Sinai-Wüste liegt das seit dem sechsten Jahrhundert bestehende Katharinenkloster. Die bezaubernde byzantinischen Kirche im Klosterkomplex wurde seit ihrem Bau im Jahre 524 niemals beschädigt und ist tadellos erhalten. Die wenigen Mönche, die es als Privileg ansehen, hier leben zu dürfen widmen sich hauptsächlich dem Gebet und dem Studium der heiligen Schrift. Das Landesinnere des Sinai ist sehr dünn besiedelt. Ein paar Beduinen und die Mönche des Klosters teilen sich die majestätischen Berge mit Wölfen, wilden Ziegen, Gazellen und Adlern. Die Geschichte des Klosters beginnt schon in biblischen Zeiten. Als Moses aus Ägypten floh, traf er die sieben Töchter des Jethro, als sie ihre Herden an einem Brunnen tränkten. Dieser "Mosesbrunnen" ist noch heute in der Nähe der Klosterkirche zu sehen.
Moses heiratete eine der Töchter und verbrachte vierzig Jahre in der Wüste, bis sich Gott ihm in einem brennenden Dornbusch offenbarte. Ihm wurde befohlen, die Kinder Israel nach Horeb (dem heutigen Mosesberg) zu bringen, wo sie die Gesetzestafeln erhielten.
Auf ihrer Flucht vor dem heidnischen Rom kamen viele Frühchristen in die Abgeschiedenheit und Ruhe des Sinai. Sie gründeten kleine Siedlungen um den heiligen Berg Horeb. Im Jahre 313 wurde das Christentum von Kaiser Konstantin als Staatsreligion übernommen, und da zu dieser Zeit bereits der Großteil der Bevölkerung der Halbinsel zum Christentum bekehrt war, kam es zu einer Blüte des Klosterlebens. 330 wurde eine kleine Kirche mit Turm an der Stelle des brennenden Dornbusches errichtet und von der heiligen Helena, der Mutter Konstantins, eingeweiht. Im 6. Jahrhundert befahl Kaiser Justinian den Bau des großen Klosters von St. Katharina.
Das ursprüngliche, uralte Tor wurde geschlossen. Der heutige Eingang zum Kloster wurde 1861 unter der Anleitung des Erzbischof Kyrillos von Konstantinopel errichtet. Drei Eisentüren schirmen das Kloster vor unliebsamen Besuchern ab. Gewundene Stiegen führen zu den Wohnräumen der Mönche, den Kapellen und der Kirche aus dem sechsten Jahrhundert. Der 1871 erbaute Glockenturm enthält neun Glocken von unterschiedlicher Größe. Er war ein Geschenk von Zar Alexander II. von Rußland an die Mönche. Zu Beginn des 12. Jahrhunderts wurde eine Moschee in der Nähe des Glockenturms errichtet.