L’opera presenta la Madonna col Bambino, circondata da angeli e santi e venerata dal duca Federico da Montefeltro, posto in ginocchio ai suoi piedi. Le figure sono inserite in una complessa struttura architettonica. L’uovo di struzzo che pende all’interno del coro ed è simbolo dell’Immacolata concezione è il centro puntiforme di una grande macchina prospettica, legata da armoniose proporzioni e resa vibrante dalla luce che irrompe da sinistra diffondendosi tra le membrature edilizie. La Vergine occupa la posizione più rilevante, poiché è l’emblema della Chiesa, dunque è legata all’ambientazione architettonica da un filo simbolico, e anche allude a Battista Sforza, moglie di Montefeltro, così come il bambino evoca il figlio di lei.