La Chapelle Pauline est le cœur du complexe programme de construction de Sainte Marie Majeure, mis en œuvre par Paul V.
Toute la chapelle est décorée, jusqu'à la zone de la coupole, de marbres précieux et colorés, dont le raffinement augmente à mesure que l'on s'approche du tabernacle-reliquaire pour la Salus Populi Romani. Ce dernier, conçu par Girolamo Rainaldi et réalisé par Pompeo Targone, est composé de quatre colonnes de jaspe de Barga. Son revêtement uniforme en lapis-lazuli rappelle un ciel nuageux et évoque une porte céleste. L'exécution des fresques (1610-12) est due à Giuseppe Cesare, dit Cavalier d'Arpino, qui dirigea un groupe de peintres parmi lesquels figuraient Giovanni Baglione, Lodovico Cigoli et Guido Reni.
Dans la coupole peinte par Lodovico Cigoli, la Mère de Dieu est accueillie dans une gloire céleste. Marie repose sur une reproduction naturaliste de la lune qui correspond aux observations astronomiques de Galileo Galilei popularisées en 1610 dans son œuvre Sidereus Nuncius.