La santa, connotata nei suoi attributi dall'aureola e dalla palma del martirio, è appoggiata al fusto di un cannone. Le maniche in due colori, blu e rosso, sono intagliate a nastri sulle spalle e sul polso e trinciate con fodera bianca sbuffante al gomito. Una sciarpa bruna trattenuta da un fermaglio le copre le spalle e un gioiello con perla pendente le adorna la fronte.
La cornice è in legno intagliato e dorato.
Il dipinto fa parte di una serie di sei immagini di sante martiri destinata verosimilmente a una funzione devozionale e probabilmente pertinente alla cappella del Castello di Zoppola. Si discostano da immagini analoghe per la saldezza del modellato e per la grazia del gioco delle mani, che le riferiscono a un pittore di buona preparazione. La ricercatezza dell'abbigliamento delle effigiate indica un artista che operava in un ambiente non provinciale e popolaresco, quindi piuttosto veneziano che friulano. La santa ha il capo lievemente inclinato e lo sguardo degli occhi distanti ed espressivi è rivolto verso sinistra. Il riferimento al cannone la qualifica come santa Barbara, patrona degli artiglieri dal 1529.