A fachada actual do convento data do séc. XVIII e nela se inscrevem três portais com bonitos frontões, vendo-se o brazão real no do meio. O edifício conserva alguns espaços que serviam à vivência conventual: o átrio, onde funcionava a portaria, o claustro do séc. XV, que conserva uma colunata renascentista, algumas capelas manuelinas decoradas com azulejos e a casa do capítulo.

No interior da igreja merece especial atenção a capela-mor pelo notável trabalho de talha dourada, de finais do séc. XVI, a lembrar uma obra de ourivesaria. Nas paredes forradas com painéis de azulejos vêem-se seis telas representando momentos da vida de Santa Joana Princesa, filha do Rei D.Afonso V.

No coro baixo da igreja, onde as religiosas assistiam aos ofícios litúrgicos, encontra-se o túmulo de Santa Joana, peça de exímia execução com finíssimos embutidos de mármores italianos de diversas cores. A sua instalação foi autorizada por bula do Papa Pio II, em 1461. O túmulo está envolvido por uma decoração parietal de talha, azulejos e mármore, sob um tecto policromo – estilo barroco. Trabalharam nele artistas portugueses, devendo-se o seu desenho a Manuel Antunes, arquitecto régio. Iniciada a obra em 1699, por mando de D. Pedro II, só em 1711 nele seriam colocadas as cinzas da Infanta, a quem Aveiro dedica uma festa religiosa a 12 de Maio (feriado municipal), efeméride da sua morte, que inclui uma peregrinação a este local, e procissão, essencialmente litúrgica, da qual fazem parte elementos civis, como damas, cavaleiros, infantes, pagens e outras figuras.