Il s'agit d'un bâtiment gothique datant de 1302, situé sur la Plaça del Rei, au centre du quartier gothique de Barcelone. Aujourd'hui, le Salón del Tinell et la chapelle de Santa Ágata font partie du musée d'histoire de Barcelone.

Sa construction a été ordonnée par le roi Jacques II d'Aragon et son épouse Blanche de Naples pour faire partie du Palau Reial Major et remplacer l'ancien oratoire du palais.

Le maître d'œuvre était Bertran Riquer, suivi en 1316 par Jaume del Rei et plus tard par Pere d'Olivera. La construction se poursuivit sous le règne de Pierre le Cérémonieux, qui ordonna la construction de la chapelle des Reines dans le transept de l'église ; sous le règne du roi Martin Ier l'Humain, la chapelle servant de baptistère fut construite au pied de la nef. Sa dédicace originale était en l'honneur de Sainte Marie, jusqu'en 1601, date à laquelle une bulle papale a été émise pour changer son nom en raison des reliques de Sainte Agathe conservées à l'intérieur.

La chapelle a souffert du démantèlement de 1835 et a été utilisée à diverses fins. En 1856, une restauration a été entreprise par l'architecte Elías Rogent. A partir de 1879, le musée provincial des antiquités est installé dans la chapelle, avec une importante collection lapidaire. Dans les années 1990, une nouvelle restauration a été réalisée par les architectes Jordi Casadevall et Alfred Pastor, avec des travaux sur le toit, le plafond, l'éclairage et enfin la consolidation du clocher.

Son architecture est de style gothique catalan datant de 1302, construite sur une muraille romaine. Elle se compose d'une seule nef rectangulaire avec une abside polygonale, d'un petit transept avec la chapelle des Reines, où l'on peut voir les armoiries de Marie de Navarre et Léonor de Sicile, épouses du roi Pierre le Cérémonieux. Au pied de la nef se trouve une petite chapelle qui servait de baptistère. La nef a un toit à double pente avec un plafond à caissons en bois polychrome. L'abside est couverte de voûtes d'arêtes et derrière elle se trouve la sacristie creusée à l'intérieur du mur romain. Entre les contreforts se trouvent des vitraux aux tracés gothiques qui illuminent l'espace intérieur. Au-dessus de la partie de la sacristie se trouve le clocher octogonal, avec ses huit frontons triangulaires se terminant en forme de couronne royale, qui a été construit dans le premier quart du XIVe siècle.

Comme curiosité, le sculpteur Juan Claperós, sous le mandat du roi Pedro de Portugal (1463-1466), a réalisé soixante carreaux de terre cuite avec des représentations d'anges et les armes d'Aragon et de Sicile pour le dallage, et ce même roi a commandé à l'artiste Jaume Huguet le magnifique retable de l'Épiphanie, qui préside la chapelle.