El núcleo se encuentra en la falda de un cerro que se ha relacionado habitualmente con el castillo de Buil, documentado desde 1017 y del que no se han hallado restos arquitectónicos.

La iglesia tiene adosada por su esquina suroeste la antigua casa abadía del siglo XVIII, muy arruinada.

Se trata de una iglesia de planta basilical con tres naves y tres ábsides semicirculares orientados al este, complementada con una torre-pórtico a los pies y diversos añadidos posteriores (una capilla en el muro norte y una sacristía en el sur).

Las naves, cubiertas con medio cañón, estaban divididas en cinco tramos por fajones de medio punto que apeaban en pilares cruciformes. De estos se conservan solamente los dos tramos de los pies, porque en la zona delantera de la iglesia se suprimieron pilares y las tres naves quedaron comunicadas mediante amplias arcadas rebajadas.

Los ábsides, desviados con respecto al eje de las naves, cubren con bóvedas de horno; en dos de ellos se abren todavía las primitivas ventanas de medio punto con doble derrame.

En la nave norte se abre una capilla de construcción posterior, de planta rectangular y cubierta con bóveda de cañón; frente a ella, en el muro opuesto, hay una capilla de medio punto en arcosolio.

También es posterior la sacristía, que está situada en el lado sur de la cabecera.

Hay abundantes pinturas en el interior. Las capillas citadas presentan: estrellas de ocho puntas y tetrafolias (capilla norte); y una ciudad amurallada flanqueada por cortinillas a modo de telón (arcosolio). En las naves pueden verse numerosos motivos puramente ornamentales de tipo arquitectónico: en el zócalo, figuras geométricas y tetrafolias; tornapuntas y rocallas en los intradoses y lunetos; y jarrones y coronas en las bóvedas.

Al exterior los elementos más destacados son los ábsides y la torre. Aquellos, situados ligeramente desviados respecto a la nave, se articulan mediante un alto basamento, terminado en gruesa moldura circular, de la que arrancan una serie de pilastrillas rematadas por hilera de arquillos pequeños e irregulares. Se remata con alero de losas sobre ménsulas en nacela.

La torre, situada a los pies, tenía originalmente dos cuerpos y es deudora de los pórticos lombardos a modo de tribunas. En la planta baja abre al exterior mediante dos pequeños arcos de medio punto al norte y al sur, comunicando con el interior mediante otro arco de medio punto de mayor tamaño. El piso superior abre mediante ventana de medio punto a la nave y por el lado opuesto con una ventana geminada con columnilla rematada por capitel zapata que sostiene dos arquillos de medio punto. Consta de un cuerpo superior que fue añadido en el siglo XVI. Este abre en todas sus caras vanos de medio punto para campanas, y remata en pretil con pináculos, gárgolas y cimborrio octogonal.

Hay otra puerta, en arco de medio punto, en el muro sur precedida por un pórtico cuadrangular cubierto con cañón.