Se trata de un santuario compuesto por la ermita propiamente dicha y la casa del ermitaño, adosada perpendicularmente a sus pies por el lado de la Epístola.

Ambos edificios están construidos con mampostería vista y cubiertos con teja dispuesta a dos aguas.

La ermita tiene planta rectangular, con una sola nave y cabecera recta más estrecha y alta.

Al exterior destaca, por un lado, el juego de volúmenes creado por las distintas dimensiones de las diversas zonas de la ermita, pues aparte de la mayor altura de la cabecera, el primer tramo de la nave es ligeramente más ancho que el resto. Por otro, un par de vanos en arco rebajado, abiertos en cada uno de los tramos de la nave, que armonizan con otras dos ventanas similares situadas en el muro de la casa del ermitaño. Además, una pequeña ventana, de aspecto ligeramente más "arcaizante" aunque contemporánea a las anteriores, enmarcada por bloques monolíticos de arenisca, se abre en el lateral del ábside. Sobre la cabecera se eleva una espadaña de un único ojo en arco de medio punto.

La portada se encuentra abierta en el mismo lado de la Epístola, en la zona de los pies, precedida por un atrio moderno consistente en un tejadillo a un agua sostenido por un pilar cuadrangular. Es una puerta coronada por un sencillo arco rebajado, similar a los que cierran las ventanas de la nave.

Al interior, consta de coro bajo situado a los pies, separado de la nave por un arco fajón  de medio punto; la nave, dividida en dos tramos por un fajón similar, y la capilla mayor, con idéntico arco de separación de la nave.

La capilla mayor tiene planta aproximadamente cuadrada y está cubierta por bóveda vaída, que arranca de un entablamento moldurado. Tanto la bóveda como parte de los muros están decorados por pintura barroca, en general de carácter ilusionista: nervios y medallón, más guirnaldas con motivos vegetales y manto cimado por corona en la bóveda; una ventana fingida en el muro.

La nave está cubierta con tablazón de madera, reforzada por varias vigas longitudinales con decoración tallada en los extremos.

El primer tramo de la nave es, como se ha indicado, ligeramente más ancho que el siguiente y parece ser el único correspondiente a la obra original medieval, si bien fue muy reformado en época barroca. Durante la última restauración fue descubierto en este tramo un conjunto de pinturas murales del siglo XV de gran interés. Se conservan parcialmente tres escenas: una en el muro norte y otras dos dispuestas a ambos lados del arco de acceso al presbiterio.

Se trata de pinturas realizadas con una técnica mixta que combina el temple y el óleo, y en las que predominan los negros, blancos, rojos, naranjas y amarillos.

Las tres escenas tienen en su base una banda decorativa con motivos vegetales. Representan los siguientes motivos: en la pared norte, una Última Cena; a continuación, en el lado izquierdo del arco, una imagen de San Jorge alanceando el dragón; en el opuesto, una escena que ha sido interpretada como un Cristo resucitado, junto al que aparece una figura de menor tamaño, en actitud orante, ataviado como un noble de la época de los Reyes Católicos, que ha sido identificado como el donante, quien al parecer sería un miembro de la familia Fernández de Heredia, señores de Albarracín y propietarios de numerosas posesiones en la provincia de Teruel, entre las que se encontraba Alfambra.

El segundo tramo de la nave, ligeramente más estrecho, parece rehecho durante la reconstrucción barroca a imitación del primero.

Al fondo, separado de la nave por un gran arco diafragma de medio punto similar a los restantes, se eleva un coro alto de madera, reconstruido en el curso de la última restauración, aunque al parecer el original tuviera características similares.

Del edificio que fue casa del ermitaño, una construcción de planta rectangular y un solo piso de altura adosada perpendicularmente a los pies de la ermita, podemos destacar exclusivamente el exterior, donde se abren dos ventanas en arco rebajado similares a las existentes en el muro sur de la ermita. Su construcción podría datarse en el siglo XVIII, contemporáneamente a la reforma barroca de la ermita.

Su interior, en la actualidad dividido en dos espacios, ha sido muy modificado durante la última restauración para acoger adecuadamente a los romeros actuales.