Es una iglesia de una nave, con capillas laterales a modo de crucero, y cabecera poligonal de cinco lados orientada al noreste. Construida todavía según fórmulas estructurales góticas, presenta sin embargo algunos elementos decorativos propios de un momento avanzado del siglo XVI, especialmente en la portada.
Está construida en sillería de arenisca, y se cubre a dos aguas mediante losas.
Al exterior, destaca especialmente el volumen de los muy numerosos contrafuertes, situados en los puntos donde apean los nervios de los distintos tramos de las bóvedas: hay contrafuertes en la cabecera, en los laterales de la nave y en ambos lados de la portada, uno de los cuales se amplió considerablemente para alojar el husillo de la escalera de caracol que conduce al coro y permite la salida a la cubierta. Asimismo deben mencionarse la espadaña de dos ojos en arco de medio punto, situada muy cerca de los pies en el lado de la Epístola, y una gárgola con una esquemática escultura zoomorfa en la parte superior de uno de los contrafuertes.
También al exterior, es de gran interés la portada, situada en el hastial de los pies, debido tanto a su contraste con el gótico levantino predominante en la arquitectura de la ermita como por su estructura y composición de carácter marcadamente anticlásico, que la entroncan de algún modo con el manierismo. Enmarcada por un cuerpo saliente rectangular, consta de dos cuerpos. En el inferior se abre el vano, cerrado por un arco carpanel, sobre el que se disponen escalonadamente otros dos arcos de medio punto, que apean en jambas también escalonadas a modo de arquivoltas; tanto las roscas de los arcos como los frentes de las jambas se encuentran muy moldurados a base de franjas en listel. Flanquean esta composición sendas parejas de pilastras acanaladas que arrancan de elevados basamentos y que se prolongan en el cuerpo superior con nuevas parejas de pilastras que unifican la fachada verticalmente. Asimismo, deben destacarse pequeñas figuras de bulto insertas en diversos puntos de la portada: figuras de santos en las enjutas del arco superior, seres fantásticos en los remates de las columnillas laterales de ambos cuerpos… Sobre ella, un rosetón calado de carácter gótico.
Pasando al interior, la iglesia consta de una única nave, dividida en tres tramos y culminada en cabecera poligonal, con dos capillas de escasa profundidad a modo de crucero en el primer tramo, un pequeño arcosolio en el tramo central del lado de la Epístola y coro alto a los pies. La cabecera se cubre con bóveda nervada y los tres tramos de la nave, separados por arcos perpiaños apuntados, lo hacen con bóveda de crucería simple, cuyos nervios apean en columnas adosadas con sus capiteles decorados con relieves (motivos animales, fantásticos…). Asimismo, son de destacar las claves de la bóveda, ornamentadas también con interesantes relieves, especialmente uno que muestra un curioso motivo arquitectónico con una puerta clasicista rematada por un frontón y cuatro torreones dispuestos radialmente, en cuyo frente aparece la inscripción “VILLABONA”, que alude al maestro de obras que al parecer construyó la ermita, Domingo Villabona.
Las capillas laterales del primer tramo de la nave tienen embocadura en arco de medio punto que apean en ménsulas decoradas con relieves (vegetales y geométricos), planta rectangular y cubiertas con bóveda de crucería simple.
El coro se eleva en el tramo de los pies, sobre cubierta plana y frente en arco carpanel, con pretil calado con motivos geométricos.
Se accede a él a través de una escalera de caracol abierta a los pies, albergada en uno de los dos contrafuertes situados en las esquinas del hastial, que continúa hasta desembocar en la cubierta.
Por último, en un lateral de la Epístola se abre una sacristía de construcción muy posterior al resto de la ermita.
En su entorno quedan restos de un vía crucis, cuyo recorrido parece haberse desarrollado en torno a la ermita. También en sus proximidades, hacia el oeste, se alzaba la casa del ermitaño, que se conservó hasta mediados del siglo XX.