Οι παραδόσεις των πιστών λένε πως η εικόνα της Αγίας Μαρίνας βρέθηκε στο χώρο του ναού. Το κτίσμα σχεδιάστηκε από τον του Αχιλλέα Γεωργιάδη και ανεγέρθηκε μεταξύ των ετών 1924 έως 1927, στο λόφο του Αστεροσκοπείου. Σύμφωνα με τον αρχαιολόγο Τραυλό, στο χώρο του ναού παλαιότερα λειτουργούσε υδατοδεξαμενή.

Στο εσωτερικό του υπάρχουν αγιογραφίες των Γκρεκού και Σούτσου και ένα εντυπωσιακό μαρμάρινο τέμπλο. Επίσης, διασώζονται η Αγία Τράπεζα του αρχαίου ναού, κάποιες εικόνες από τον 13ο έως τον 18ο αιώνα και σπαράγματα από παλιές μεταβυζαντινές τοιχογραφίες του ναΐσκου τα οποία εκτίθενται εντός του σημερινού ναού. Σήμερα, στο ναό έχει ενσωματωθεί και λειτουργεί ως βαπτιστήριο ένας σπηλαιώδης ναός των αρχών του 13ου αιώνα.