Η Αγία Μαρίνα Βέλου είναι ένα από τα πιο αξιόλογα Βυζαντινά έργα του Νομού Κορινθίας. Χτίστηκε το 1884 από τον γερμανό Αρχιτέκτονα Ερνέστο Τσίλλερ (Ziller Ernst), έναν από τους κύριους εκπροσώπους του ώριμου Νεοκλασικισμού στην νεότερη Ελλάδα (1837-1923).
Το 1861 ο Τσίλλερ ήρθε στην Ελλάδα και συγκεκριμένα στην Αθήνα και ανέλαβε την επίβλεψη της ανέγερσης του κτιρίου της Ακαδημίας και της Εθνικής Βιβλιοθήκης. Το 1872 διορίστηκε καθηγητής του Πολυτεχνείου και διετέλεσε και Διευθυντής Δημοσίων Έργων. Τα έργα του είναι καλαίσθητα με ωραίες αναλογίες και συνέβαλλαν στη διατήρηση του κλασικιστικού ύφους. Αξιόλογα έργα του είναι: Το Ιλίου Μέλαθρον, το Εθνικό Θέατρο, η πρώην Σχολή Ευελπίδων, το χειμερινό Ανάκτορο του Διαδόχου επί της οδού Ηρώδου του Αττικού, το Εθνικό Χημείο, το Θέατρο της Ζακύνθου, το Θέατρο της Πάτρας, το Δημαρχείο της Ερμούπολης της Σύρου. Επίσης σχεδίασε πολλές ιδιόκτητες κατοικίες και αστικές, όπως επίσης και το Ελληνικό Προξενείο της Θεσσαλονίκης.
Σημαντικότατη υπήρξε η προσφορά του Τσίλλερ στην Εκκλησιαστική αρχιτεκτονική: Φανερωμένη Αιγίου, Άγιος Αθανάσιος Πύργου, Αγία Τριάδα Πειραιά, Όσιος Λουκάς Πατησίων, Αγία Μαρίνα Βέλου.Ο Τσίλλερ εφάρμοσε τις μεθόδους της θολοδομίας και της στατικής ισορροπίας. Τέσσερις κίονες ή πεσσοί που σχηματίζουν στη βάση τους τετράγωνο, ενώνονται στο επάνω μέρος με τόξα. Ο κύκλος αυτός αποτελεί τη στεφάνη του τρούλου, εγγράφεται σε τετράγωνο που σχηματίζουν τα τέσσερα τόξα. Από το τετράγωνο γίνεται η μετάβαση στον κύκλο του τρούλου μέσω των τεσσάρων σφαιρικών τριγώνων
Ο Ναός τυπολογικά ανήκει στην κατηγορία των οκταγωνικών, αλλά με προεξέχουσα την εγκάρσια καμάρα του σταυρού, ώστε να τονίζεται ο σταυρικός του τύπος.
Ο σταυρεπίστεγος μετά τρούλου Ναός της Αγίας Μαρίνας είναι η λιγότερο από «δυτικά» στοιχεία αρχιτεκτονικής επηρεασμένη Εκκλησία των έργων του Τσίλλερ. Η αρμονική σχέση μεταξύ του γενικού σχήματος και των μελών και η σταθερότητα και η εξίσωση της σχέσης των στοιχείων του μέσου άξονα δημιουργούν τις προϋποθέσεις της άνετης τοποθέτησης του υψηλότερου και λεπτότερου τρούλου σε σχέση με τους τρούλους της εκκλησιαστικής μεταβυζαντινής αρχιτεκτονικής, η οποία εκφραζόταν μέχρι και το 18ο αιώνα.
Το περίθυρο προεξέχει της επιφάνειας της προσόψεως, αλλά η θύρα του Ναού είναι σκόπιμα σε βάθος τοποθετημένη.
Αφού ο Τσίλλερ πέτυχε την απόλυτη ευθυγράμμιση των δόμων δόθηκε η ισόδομος αίσθηση του κτιρίου, η οποία τονίζει το σταυροειδές σχήμα και υποτάσσει σ’ αυτό το ύψος του τυμπάνου και του τρούλου. Ο τρούλος με τον όγκο και το σχήμα του ακολουθεί τη βυζαντινή ελαφρώς πεπλατυσμένη μορφή.
Εσωτερικά ο Ναός σώζει τοιχογραφίες που χρονολογούνται στα τέλη του περασμένου αιώνα και συγκεκριμένα Παντοκράτορα στον τρούλο με τους 12 Αποστόλους στο τύμπανο και στα ημιχώνια τους 4 Ευαγγελιστές με τα σύμβολά τους. Στην αψίδα του Ιερού παρουσιάζεται η Πλατυτέρα με αγγέλους εκατέρωθεν.
Το Τέμπλο του Ναού είναι μαρμάρινο με τέλειες αναλογίες και χρονολογείται περίπου το 1919.
Εξωτερικά η τοιχοποιία του Ναού έχει καλυφθεί εξ’ ολοκλήρου με στρώμα ισχυρού τσιμεντοκονιάματος, στοιχείο που έχει συντελέσει στο να αλλοιωθεί σημαντικά η μορφή του. Παρόλα αυτά σύμφωνα με πληροφορίες του Εκκλησιαστικού συμβουλίου (1981) ο Ναός είναι κτισμένος πολύ επιμελημένα με ορθογώνιους πυρόλιθους.
Επίσης σε πολύ καλή κατάσταση διατηρούνται τα μαρμάρινα περιθυρώματα διακοσμημένα με ανάγλυφους ισοσκελείς σταυρούς.
Με απόφαση του Υπουργείου Πολιτισμού και Επιστημών της 10ης Νοεμβρίου 1981 ο Ναός κηρύχθηκε διατηρητέος, επειδή είναι ο λιγότερο επηρεασμένος Ναός του Ε. Τσίλλερ από δυτικά αρχιτεκτονικά στοιχεία.Η πρώτη φωτογραφία εν έτη 1928 η δεύτερη φωτογραφία κάτοψη του ναού η 3 φωτογραφία αρχικό σχέδιο η 4 φωτογραφία σημερινή εικόνα του ναού,Υ.Γ…Απότμημα λειψάνου της Αγίας Μαρίνας βρίσκετε και στον ιερό ναό όπου ήλθε εν μέσω τιμητικής στρατιωτικής πομπής στα πλαίσια πανηγυρικής τελετής τον Ιούλιο του 2005, από το Βατικανό από Καθολικό καρδινάλιο που συνοδευόταν από τον σημερινό μητροπολίτη Νέας Ιωνίας Αττικής αρχιερέα Γαβριήλ, με πλήθος κόσμου και κληρου.