È una Santa Cecilia meravigliosamente eterea e raffinata quella che Sassoferrato illustra in questo dipinto, molto distante dalle Madonne compite e mistiche generalmente associate alla sua mano.
Quella che ci si pone di fronte, infatti, è un'immagine di grande eleganza formale, classicissima, perfino sensuale, e perciò un unicum nella produzione di un pittore ricercato ai suoi tempi più per l'ascetismo delle sue immagini religiose che per la carnalità delle sue sante. Per questa sua asciuttezza il maestro marchigiano si distinse da contemporanei quali Cagnacci - che dietro alle proprie Cleopatre e Maddalene celava a fatica la prospera fisicità di languide modelle - ma anche da grandi interpreti del classicismo come Reni, il cui modello è sempre filtrato da Sassoferrato attraverso la lente neocinquecentesca del primo raffaellismo.
In questo dipinto il pittore dimostra, invece, di aver assimilato la lezione del grande urbinate non solo sul piano della pala d'altare o dell'immagine strettamente devozionale, ma anche su quello più terreno della bellezza femminile. La Cecilia che Sassoferrato mette in scena è una principessa romana classicamente distillata, ormai dimentica dei canonici attributi della Santa, tanto da essere perfino priva di aureola. Ne risulta un'immagine smaltata, di assoluta purezza formale, la cui bellezza è tutta giocata sui passaggi di tono dal rosa, al bianco, al grigio, all'oro, apprezzabili grazie al perfetto stato di conservazione di questa piccola tela, il cui significato più recondito si cela, forse, nella canzone che Cecilia intona accompagnandosi all'arpa, leggibile nella carta da musica: "se del di più dolor tu hai / se di uccider chi t'ama non ti penti se d' / uccider chi t'ama non ti penti sel mancar / di tua...". Niente di più lontano dalla pur splendida Santa Cecilia del Poldi Pezzoli, ben più tradizionale, nè dalle Vergini cui il pittore ci ha abituati, di questa fanciulla insieme altera e carnale che, per una volta, ci canta d'Amore.