Una giovane donna è seduta in vista di tre quarti davanti a una loggia aperta, il suo sguardo pallido incontra quello dello spettatore mentre culla un piccolo unicorno tra le braccia. L'unicorno, simbolo di castità, suggerisce che il ritratto fosse destinato a mostrare la virtù della modella e la sua idoneità al matrimonio. La composizione ricorda da vicino la Mona Lisa di Leonardo, con la figura incorniciata da colonne e un paesaggio distante, tuttavia, l'espressione della modella è descritta come fredda e vigile piuttosto che enigmatica.

Un esame tecnico ha rivelato che Raffaello aveva inizialmente abbozzato un piccolo cane—un emblema di fedeltà—sotto l'unicorno, ma lo ha lasciato incompleto e lo ha sostituito con la creatura mitica. Nel XVII secolo, il dipinto è stato pesantemente ridipinto per trasformare la modella in Santa Caterina d'Alessandria, ma il restauro del XX secolo ha rimosso queste aggiunte e ha ripristinato la visione originale di Raffaello. Dipinto intorno al 1505–1506, Ritratto di una giovane donna con un unicorno si colloca al confine del periodo maturo dell'Alto Rinascimento di Raffaello, riflettendo il suo impegno con il ritratto fiorentino contemporaneo.