Architektura i sztuka Za fasadą zewnętrzną znajduje się eliptyczne atrium z lat 1741–1744, a dopiero za nim jest właściwa fasada bazyliki. Fasada zewnętrza w części środkowej ma wygięcie dopasowane do kształtu atrium. W górnej części znajdują się posągi czterech Ewangelistów, św. Heleny i Konstantyna.

Dzwonnica kościoła ma trzy kondygnacje. W niektórych miejscach kościoła można zobaczyć oryginalny rzymski mur (zwłaszcza lewa ściana nawy).

Sufit bazyliki jest wykonany z drewna i ozdobiony obrazem przedstawiającym Maryję prezentującą św. Helenę i Konstantyna Trójcy Świętej, jest to dzieło Corrado Giaquinto z 1744. W apsydzie znajduje się XV-wieczny fresk przedstawiający historię odzyskania Prawdziwego Krzyża, powyżej znajduje się przedstawienie Chrystusa w chwale.

Po utworzeniu świątyni najważniejszą jej częścią była kaplica św. Heleny, w której przechowywano relikwie przywiezione z Ziemi Świętej (w 1930 przeniesiono je do innej kaplicy). Posąg św. Heleny w kaplicy jest starożytną kopią Junony Sospita;