أكدت دراسة علمية أن أيقونات دير سانت كاترين هى أقدم وأندر وأروع أيقونات فى العالم وهى صور دينية مسيحية حفظت فى العهد الإسلامى، كما يوجد منها ما رسم فى العهد الإسلامى من القرن السابع حتى ال 19 الميلادى. أوضحت الدراسة التي قام بها الأثرى عبد الرحيم ريحان مدير عام البحوث والدراسات الأثرية والنشر العلمى بسيناء ووجه بحرى أن المسلمين لم يمنعوا جلب الأيقونات من خارج مصر إلى الدير والذى جلب إليه عدد كبير من الأيقونات من مناطق كانت خاضعة للعالم الإسلامى فى ذلك الوقت كما توافرت لأيقونات الدير الحماية فى فترة تحطيمها التى انتشرت فى القسطنطينية والعالم المسيحى فى الفترة من 726 حتى 843م. أشارت الدراسة إلى أن هناك أكثر من 2000 أيقونة صغيرة وكبيرة بالدير منها مجموعة فريدة ذات قيمة فنية رائعة وهى محفوظة فى كنيسة التجلى ومعرض الأيقونات وفى الكنائس الصغيرة والملحقة وفى غرف ملابس الكهنة والصوامع وغيرها من الأماكن المتعددة فى الدير وتغطى هذه الأيقونات فترة زمنية طويلة وتنقسم من الناحية التاريخية والفنية لعدة أقسام. تتضمن هذه الأقسام أيقونات القرن السادس والسابع الميلادى والتى تعتبر أقدمها بالدير وهى المسبوكة بالشمع أوالمثبتة ألوانها بالحرارة، ومن أمثلتها بدير القديسة كاترين أيقونة القديس بطرس ، وتنصيب السيدة العذراء بين القديسين والملائكة، والصعود. أما الأيقونات من القرن السابع حتى التاسع الميلادى فتعتبر من الأعمال الفنية التى تمت فى معامل محلية للأديرة الشرقية فى مصر وفلسطين وسوريا وصنعت فى فترة الفتوحات الإسلامية وتتميز بالسمات الشعبية وهى تقليد محلى للكنيستين القبطية والسريانية.