Accanto alla Basilica Eufrasiana di Parenzo, la Basilica di Santa Maria Formosa è il più significativo monumento di arte sacra dell'epoca della riconquista giustinianea sul territorio croato. Il protetto di Giustiniano Massimiano, vescovo di Ravenna (546 - 556 d.C.), originario dell'odierna Veštar vicino a Rovigno, fu una figura centrale della politica imperiale nell'Adriatico settentrionale. Dopo che Massimiano ebbe completato i magnifici edifici di Ravenna (le basiliche di S. Vitale e S. Apollinare in Classe), costruì la Basilica di Santa Maria nella parte meridionale del centro storico di Pola.
Era una basilica sontuosa, a tre navate (19 x 32 m), con un paio di sacrestie (a pianta circolare) e un paio di mausolei (a pianta a croce greca), con le tipiche absidi poligonali paleobizantine sul retro e porte "a fungo" sulla facciata e sulle facciate laterali. Il ritmo di colonne e archi all'interno della chiesa si ripeteva anche all'esterno delle pareti perimetrali, con la scomposizione di finestre e lesene che terminavano in archi ciechi, creando vivacità di ombre sulle facciate e un ambiente mistico di contrasti luminosi. I pavimenti delle navate e delle sacrestie della basilica erano decorati con mosaici pavimentali policromi con motivi vegetali e geometrici stilizzati, simili ai mosaici dell'epoca giustinianea nelle chiese di Ravenna e del Nord Africa. Presso l'intercolumnio meridionale è stato rinvenuto un frammento di mosaico raffigurante un paio di uccelli acquatici con un cesto di frutta. Dall'abside del mausoleo meridionale proviene un frammento di mosaico murale raffigurante Cristo e San Pietro.
La basilica era il simbolo del vasto possedimento fondiario della chiesa ravennate (feudo di S. Apollinare), attestato fino al XII secolo nel territorio della diocesi di Pola. Riccamente decorata con marmi e mosaici, fu chiamata "Formosa" (splendida), ma a causa dell'abbandono nella palude medievale fu in seguito denominata "del Canneto" (dalle canne). Fu particolarmente danneggiata durante l'incendio di Pola da parte dei Veneziani nel 1242. Probabilmente l'architetto J. Sansovino nel 1547 inviò le colonne di marmo per i suoi edifici a Venezia. La tradizione vuole che anche le colonne in alabastro del ciborio della Basilica di San Marco a Venezia provengano forse da questa basilica di Pola. Oltre ai resti delle fondamenta della basilica, oggi sono conservati originariamente solo il mausoleo meridionale fino al tetto e parte della parete laterale settentrionale dietro la quale era situato il monastero benedettino. In seguito a recenti indagini archeologiche e interventi di conservazione, è stata delineata l'estensione edilizia di questa basilica a tre navate.