Es una iglesia tardogótica, con un exterior muy sobrio, producto de la transformación casi total de un templo medieval del que no quedan apenas huellas en la obra actual. Consta de una nave, con capillas laterales, y cabecera poligonal. En el lado de la Epístola, cobijada por un pórtico, se abre la portada, un vano en arco de medio punto, flanqueado por pilastras molduradas sobre las que se sitúa un entablamento recto y un frontón triangular.

Al interior la nave está dividida en cuatro tramos, todos ellos cubiertos, al igual que la cabecera, por bóvedas de crucería estrellada con terceletes y combados.

En el tramo de la nave inmediato al presbiterio se abren dos capillas laterales, a modo de crucero, también cubiertas con bóvedas estrelladas. En el siguiente tramo hay otra capilla cubierta con bóveda de crucería con nervios ortogonales, frente a la cual se sitúa la puerta de entrada. En el tercer tramo se disponen dos capillas barrocas cubiertas con cúpulas gallonadas sobre pechinas; la del evangelio se remata en un pequeño presbiterio cubierto con bóveda de lunetos.

El coro alto se sitúa en el tramo de los pies. Es una estructura plana, compuesta por veintidós viguetas sobre dos jácenas transversales. En el frente del coro, para el apeo de la jácena, hay una serie de canes de madera tallados con figuras humanas, demoníacas y animales tomadas del repertorio decorativo tardogótico. Sobre ellos se dispone un antepecho con carpintería calada de de tracería flamígera, que también se aplica sobre el frente de las jácenas y de las tabicas.

La torre se alza a los pies del edificio, en el lado de la Epístola. Es un robusto volumen de planta cuadrada, con parejas de vanos en el cuerpo de campanas.

El coro de Undués de Lerda es idéntico, tanto en su tipología como en su factura, al de la iglesia de Petilla de Aragón y al desaparecido coro de la parroquial de Navardún, todos ellos muy próximos entre sí. Por este motivo, Álvaro, Ibáñez y Criado (2011) suponen que estas tres obras, todas ellas muy próximas entre sí, serían producto del trabajo de un único taller itinerante que, partiendo del modelo realizado en la más importante iglesia de Undués, ejecutaría con escasas variaciones las dos restantes.