Die Kirche von San Lio (eigentlich Leone) war ursprünglich der Heiligen Katharina geweiht. Erst als sich Papst Leo X für die Rechte Venedigs gegen die Patriarchen von Grado und Aquileia einsetzte, entschied man sich ihm das Gebäude zu widmen.
Das Gebäude wurde im frühen 17. Jahrhundert erneuert und musste 1783 grosse Veränderungen über sich ergehen lassen. Das Innere ist einschiffig; die Kapelle des Hochaltars flankieren zwei kleinere Seitenkapellen. Von der Ausstattung sind das Deckenfresko von Domenico Tiepolo und das Hochaltarblatt von Jacopo Palma il Giovane erwähnenswert.