Die Martinikapelle ist einer der letzten in Niederösterreich errichteten spätgotischen Karnerbauten und schließt auch in Perchtoldsdorf das Bauschaffen der Gotik ab. Das zwischen 1512-1520 wahrscheinlich nach Entwürfen des Wiener Dombaumeisters Georg Öchsl errichtete Beinhaus diente ursprünglich als Friedhofskapelle, in der die Gebeine der Toten aufbewahrt wurden. Der Karner ist der jüngste Teil der einstigen Burg und durch eine Mauer mit dem Südturm verbunden.

Die dem hl. Martin geweihte Kapelle erhebt sich über annähernd quadratischem Grundriss, dem im Osten ein Chorschluss angefügt ist. Der Eingang befindet sich gegenüber dem Südportal der Pfarrkirche. Man betritt die Kapelle über eine vorgelagerte Treppe durch ein Tor mit spätgotischem Sturz, dessen Oberteil aus einem Kreisbogen gebildet wird. Eine weitere Treppe erschließt das Gruftgeschoß, das ein von einer Mittelsäule getragenes Fächergewölbe aufweist. Die Wirkung des durch Maßwerkfenster belichteten Chores wird durch ein zartes Sternrippengewölbe gesteigert. Der spätgotische Flügelaltar ist nicht mehr erhalten. Im Inneren des Kapellenraumes befinden sich seit 1953 auf Marmortafeln die Namen der Perchtoldsdorfer militärischen und zivilen Kriegsopfer der beiden Weltkriege 1914-1918 und 1939-1945.