Lucas Cranach d. Ä. Porträt stellt die Heilige Barbara mit ihrem Attribut des Kelches mit Hostie dar, den sie in ihrer Linken vor dem Bauch hält, während sie ihre Rechte andächtig auf die Brust legt. Die Heilige Barbara ist gekleidet in einem changierenden, weinroten Gewand, das zum Teil von ihrem offenen Haar bedeckt wird, und sich durch einem stark ausgeprägten Faltenwurf auszeichnet. Ihre gehobene Herkunft wird durch die Stickereien auf dem Gewand und den reichen Gold- und Perlenschmuck deutlich. Entsprechend der Schilderung in der Legenda Aurea des Jacobus de Voragine, suchen gerade zwei Reiter auf Befehl des Vaters in der hügeligen Landschaft im Rücken der Heiligen nach ihr.