La piccola Cappella di Santa Matrona è un sacello funerario annesso forse alla primitiva basilica paleocristiana. Si presenta a pianta quadrata con agli angoli colonne di spoglio sormontate da antichi capitelli, che sostengono quattro archi piuttosto profondi. Nella parte absidale è situata, con funzione di altare, una vasca di marmo, che la tradizione vuole contenesse, come un sarcofago, le spoglie della Santa, e che è evidentemente stata tratta da un edificio capuano di età imperiale in cui aveva la funzione di fontana. Sulla volta e su tre delle quattro lunette si dispiega una sfavillante decora­zione a mosaico nella quale i colori dai toni freddi e le abbondanti lumeggiature d'oro risaltano sul fondo blu intenso. Nell'intradosso degli archi troviamo grosse cuspidi di melograni nascenti da cesti di vimini. Quattro palme, sim­bolo di vittoria nel martirio, seguono le linee degli spigoli della volta, con­vergendo verso un medaglione del quale è perduto il motivo centrale e che è incorniciato da una greca. I quattro spicchi in cui è divisa la volta hanno una perfetta corrispondenza geometrica e compositiva, tutti presentano tralci di viti carichi di grappoli che si irradiano in volute digradanti, nascendo da un cratere dorato ai cui lati sono affrontati due uccelli, diversi in ogni campata, in atto di beccare l'uva. Tutta la volta è bordata da un motivo di peltre rosse e fiori rosati. Le lunette che chiudono gli archi, conservano solo in parte la decorazione musiva: una è completamente perduta e di un'altra si conserva solo la metà sinistra. ella lunetta al di sopra dell'ingresso vi è un busto di Cristo benedicente entro un clipeo ai cui lati sono le lettere apocalittiche: alpha e omega. Il maestoso volto del Cristo, barbato, con folta chioma e dai tratti massicci è di tipo orientale. La lunetta di sinistra presenta al centro il trono divino, ornato di pietre preziose e di un cuscino sul quale poggia il rotulo dei sette sigilli, simbolo della parola di Dio. Sulla spalliera posa la colomba simbolo dello Spirito Santo; ai lati compaiono i simboli alati degli Evangelisti: a sinistra il vitello di San Luca, a destra l'aquila di San Giovanni. Nella lunetta di destra rimane solo il simbolo di San Matteo, il busto di un angelo, mentre è perduto il leone di San Marco. Da un'incisione di M. Monaco conosciamo il soggetto che campeggiava nella lunetta di fondo: una Croce gemmata posta al di sopra di un monte dal quale scorrevano i quattro fiumi del paradiso, e ai lati, in file sovrapposte, dodici colombe a rappresentare gli Apostoli. I mosaici, che rientrano nella grande tradizione musiva paleocristiana che ebbe in Campania una notevole fioritura, degna del confronto con Roma, Ravenna e Milano, sono stati variamente datati, tra gli inizi del V ed il VI secolo, ma l'assenza del nimbo intorno alle teste dei simboli degli Evange­listi e del libro accanto a ciascuno di essi, assieme alla presenza di elementi decorativi di piena tradizione classica, fanno propendere per la datazione alla prima metà del V secolo.