Enmarcada por el paisaje de un bosque destaca la figura de Santa María de Cervelló, religiosa catalana del siglo XIII y fundadora de la Segunda Orden de Nuestra Señora de la Merced, aunque también se ha identificado al personaje con María Magdalena. La penitente, arrodillada ante un crucifijo, aparece orando, vestida con el hábito de su orden y con la luz del alba al fondo.

Destaca el protagonismo de la Naturaleza, exhuberante, en la que se resguarda la delicada y piadosa figura de la santa, teatralmente iluminada por un foco de luz sobre el fondo oscuro.

Se conservan dibujos preparatorios para este lienzo en el British Museum de Londres y en la Biblioteca Albertina de Viena.

Esta obra fue pintada para el Palacio del Buen Retiro del rey Felipe IV (1605-1665) y destinada a la galería de paisajes, siendo compañera de Paisaje con San Onofre (P2256), también en las colecciones del Museo del Prado.