La primicia historiográfica del castillo de San Marcos en El Puerto de Santa María se debe a P. Quintero, quien supuso que lo más antiguo del mismo correspondería a los restos de una iglesia mozárabe. De esa misma idea participó H. Sancho, que, desde su primer estudio sobre el tema en 1925, hasta una obra póstuma aparecida en 1973, defendió la teoría. En 1935 publicó E. Romero de Torres un libro, cuyos desatinos en cuestiones arqueológicas fueron notables, y en el que clasificó lo más viejo del Castillo en los siglos XIII o XIV, rechazando explícitamente que se tratase de una mezquita cristianizada. En 1942 publicó L. Torres Balbás un artículo que analizó el edificio sobre datos bibliográficos, procedentes de los autores citados, pero con los que alcanzó unas conclusiones mucho más acertadas que cualquiera de ellos, básicas para los trabajos posteriores.

La carta-puebla del «Grand Puerto de Santa María» nos ofrece, en 1281, el nombre anterior de la población, «Alcanatin», que facilmente puede identificarse con el al-Qanatir de la época islámica, localidad que apareció en los documentos en un momento avanzado de la historia de Al-Andalus, cuando Ahmad b. Said b. Ali al-Ansari fue llamado al-Qanatiri, pues nació en dicha «balda cerca de Ruta», sobre el año 978 d.C.  La segunda referencia debe datarse hacia el año 1115 d.C., cuando Muhammad al-Hammudi al-Idrisi estuvo por estas tierras, mencionando el «estrecho de San Pedro», «los puentes frente a Cádiz», pasando después por la «rábita Rota».

La presencia cristiana en la comarca comenzó 1255, cuando se documentan las primeras apariciones castellanas por los alrededores, incluida en septiembre de 1260 la presencia del propio rey Alonso X en «un logar que Alcanáte/soya seer chamado», según nos recuerda la Cántiga 328. No es extraño, pues, que en 1262 el rey repartiera tierras del actual término portuense a vecinos de Cádiz. Tras la derrota de la sublevación mudéjar, se produjeron nuevos repartimientos, que se prolongaron hasta 1275; a través de esta documentación sabemos que había iglesia, que existía un palacio real, la plaza y la "plazuela del mal cocinado", en torno a los cuales se agrupaban 44 casas y 250 solares.

En 1272 el mismo rey creó la orden de Santa María de España, a la que dio, como base naval en la bahía gaditana, El Puerto, además de las fortalezas de Medina Sidonia, Torre Estrella y Alcalá de los Gazules; al año siguiente edificó un conventual en la población, que M. González identifica con la fortaleza que engloba la mezquita. En 1275 los benimerines acampados en las proximidades de Jerez de la Frontera llevaron la guerra a la comarca, sobre todo en septiembre de 1277 cuando «Abu Yaqub [...] ganó los castillos de Rota, Sanlúcar, Galiana y Alcanatir. Siguió por el río, asolando, destruyendo, matando y cautivando, hasta llegar a Sevilla». En 1280 la orden de Santiago quedó tan diezmada en la ocasión de Moclín, que absorbió a la de Santa María, por lo que sus propiedades fueron nuevamente repartidas. En abril y mayo de 1285 constan nuevas cabalgadas de los benimerines que tantearon «los castillos de Alcanatir y de Rota: cabalgaron con unos cincuenta caballos, rodearon sus muros por todas partes y se apercibieron de la debilidad de los cristianos que los ocupaban [...] Cabalgó el emir con todas sus tropas, avanzaron ante él la infanteria y los arqueros y se encaminaron a la fortaleza de Alcanatir: atacáronla los musulmanes hasta asaltar el arrabal, que incendiaron, matando a los hombres, cautivando a las mujeres y niños y saqueando todo lo que en él encontraron llevándose vacas, ovejas y acémilas. El miércoles (30 de mayo) levantó el campamento el emir de los musulmanes y cambio de sitio [...] pasó el Guadalete y acampó en medio de las viñas y huertas, cerca de Jerez»; finalmente en octubre se firmó un tratado que fue plenamente eficaz. El «Cancionero de Santa María del Puerto» da noticia de la construcción del santuario mariano (Cantigas 356/9 y 363/4), dotado «de torres et de muro cercada/segund'aquel logar mester avia» (cantiga 67), que visitó y usó el propio rey (Cantigas 366, 371/2 y 375/9), todo ello en el contexto de una población próspera y floreciente, ambiente que quizás corresponda a los años sesenta del XIII.

La apariencia del conjunto actual es muy pintoresca, intensamente medieval, sin que sea fácil identificar los elementos antiguos, de los añadidos en las obras del XX, ya que los trabajos "de restauración" lo uniformaron bajo acabados relativamente uniformes, tras efectuar transformaciones muy sustanciales para darle ambiente alfonsí.

Podemos distinguir dos partes bien distintas, ambas fortificadas; un recinto exterior, rectangular, con torres bajas en las esquinas, que prácticamente está exento, rodeado por calles y la plaza de Alfonso X; posiblemente se hizo bajo el ducado de Luis de la Cerda (1454-1501). Dentro hay un recinto menor, aunque más complejo, unido al exterior por unas naves de bodegas y oficinas ubicadas en el lado noroeste; también es rectangular este recinto interno, aunque sus torres esquineras son ochavadas y posee otras dos intercaladas en los lados cortos; una de éstas, la suroeste, está englobada por un anexo (la sacristía), y tal vez sea la puerta original de acceso al interior en época medieval; la del lado opuesto, llamada del Homenaje, alberga la capilla y sobresale bastante del conjunto principal, acercándose al costado noreste del recinto externo, cerca de la puerta actual de éste. El conjunto interior está completamente abovedado y cubierto con azotea transitables.

El interior es un rectángulo de treinta por catorce metros aproximadamente, al que se añade la citada sacristía. Se divide en tres partes: la sala de oración de la mezquita al sureste, con la orientación normal en Al-Andalus, la ampliación cristiana en el centro, y el patio al noroeste, que es la parte mas moderna, o al menos la más restaurada. Lo que se conserva de la primera es el mihrab, ubicado en el centro del muro sureste, perfectamente centrado en el eje de la nave central de la sala; consiste en un pequeñísimo habitáculo paralelepipédico, de planta casi cuadrada, 1,08 por 1,16 m., y 3,81 de altura libre, que se abre al espacio principal mediante un pequeño arco de herradura; el espacio de este nicho de oración se reparte entre tres zonas superpuestas en vertical, partiendo de un escalón. Aparece primero un zócalo, de 1,83 m. de altura, forrado de mármol liso, que remata con un listelillo horizontal, del que parte la segunda, también chapada, de 95 cm. de altura, que acaba en una moldura volada, con perfil de nacela, cuyos rincones están ligeramente chaflanados. En los diedros de esta parte hay cuatro columnillas marmóreas de base informe, fuste de 5 cm. de diámetro y extraño capitel, cuya descripción confiamos a las restituciones adjuntas; la tercera zona, que parte de la citada cornisa chaflanada, es una bóveda esquifada, cuyas aristas aparecen cubiertas por sendos resaltos, de sección rectangular y cruzados en el centro, dando perfil ligeramente bulboso al conjunto.

La sala de oración está formada por tres naves, que se articulan en siete tramos, pero la del noreste se prolonga con un tramo más hacia poniente, mientras las otras dos se alargan en la misma dirección mediante el patio y sus anexos; la nave lateral a la que da el acceso principal se prolonga hacia la derecha en un tramo más, mientras las otras dos, unidas, continúan para formar el patio; los soportes son muy variados;  en el contorno vemos simples pilastras murales y apoyos en voladizo; las cuatro parejas de soportes de la mitad sureste de la Sala, además de estar bastante próximas, son pilares alargados en el sentido transversal, que llevan semicolumnas adosadas en la parte correspondiente a la nave central, algunas de las cuales son antiguas; los soportes más irregulares son justamente los que constituyen el centro geométrico del espacio interior, que llevan más columnas adosadas; los seis soportes restantes, aunque variados, son pilares cruciformes que reciben arcos en las dos direcciones básicas, aunque responden de forma poco sistemática. El conjunto se cubre con veintiuna bóvedas, de seis tipos, pues nueve son de aristas, seis de cañón con lunetos, dos de dos lunetos, dos de espejo y dos de cañón; están distribuidas de manera relativamente irregular, aunque las primeras se localizan en la parte opuesta al mihrab y las restantes de manera relativamente coherente con la dirección de la nave central y el eje vinculado a la capilla de la llamada "torre del homenaje".

Esta organización espacial es rara, pues parece un estado intermedio entre una mezquita andalusí tradicional, como la de Almonaster la Real (Huelva), de cinco naves formadas por arquerías paralelas, con cubiertas con madera, incluso a la que se añadió un ábside cristiano en el lado noreste, y una mezquita como la del Cristo de la Luz de Toledo, en la que los arcos van en las dos direcciones y se cubre con bóvedas. En nuestra opinión, este carácter mixto no es sólo el producto de la "restauración" de comienzos del siglo XX, sino muy probablemente el resultado de una intervención medieval, la descrita de manera confusa por las cantigas. Todo ello a partir de una aljama de cinco naves, que es el número de ellas más repetido en Al-Andalus, en la que en el XIII se hizo una obra cristiana consistente en la reducción del número de naves a tres y el abovedamiento general del conjunto.

De esta mezquita lo único seguro es el mihrab, al que, en función de sus características formales y datos citados podemos llevar a los años centrales del siglo X, en pleno califato de Córdoba, prolongando su existencia como tal hasta época almohade. Tampoco puede olvidarse su semejanza, por la planta cuadrada, con el de la mezquita del Alcázar de Jerez de la Frontera.

• Quintero Atauri, Pelayo, "Una iglesia mozárabe en el Puerto de Santa María", Boletín de la Sociedad Española de Excursiones (18,2) 1910, 102 ss.
• Sancho Sopranis, Hipólito y R. Barris Muñoz, Rincones portuenses, Cádiz 1925, 121 ss.
• Romero de Torres, Enrique, Catálogo Monumental de España. Provincia de Cádiz (I), Madrid 1935, 459 s.
• Torres Balbás, Leopoldo, "La Mezquita de Al-Qanatir y el Santuario de Alfonso el Sabio en la Puerto de Santa María", Al Andalus  (7), 1942, 149 ss.
• Sancho Sopranis, Hipólito, 1973: Mariología Medieval Xericiense, Jerez de la Frontera 1973.
• González Jiménez, Manuel, "El Puerto de Santa María en tiempos de Alfonso X (1264-1284)", Gades (8), 1982, 214.
• Jiménez Martín, Alfonso, "Arquitectura gaditana de época alfonsí", Cádiz en el siglo XIII (Jornadas Conmemorativas del VII Centenario de la muerte de Alfonso X el Sabio, 1), Cádiz 1983, 143 s.
• Jiménez Martín, Alfonso, "El castillo de San Marcos", Nuestros orígenes históricos como El Puerto de Santa María, Fundación Municipal de Cultura de El Puerto de Santa María 1988.
• Jiménez Martín, Alfonso, "La qibla extraviada", Cuadernos de Madinat al-Zahra 1991, 3, 189-209
• Calvo Capilla, Susana, Las mezquitas de al-Andalus, Fundación Ibn Tufayl de Estudios Árabes 2014.