La iglesia presenta una planta bastante cuadrada con tres naves de igual altura y anchura, estando divididas en tres tramos.La nave central desemboca en la capilla mayor que presenta planta poligonal de tres lados y poca profundidad, no destacada al exterior, cubriéndose con bóveda estrellada; las naves laterales se prolongan en sendas capillas cubiertas con cúpulas con linterna, completando el testero del templo.
Los soportes empleados son columnas, como es frecuente en las de iglesias de planta de salón de la segunda mitad del siglo XVI.
Las naves se cubren con bóveda de crucería estrellada, decoradas alguna de sus claves con rosas de yeso, arrancando los nervios directamente de las columnas cilíndricas y de ménsulas a media altura de los muros perimetrales.A los pies de la nave central se encuentra el coro, formando una especie de contraábside. Varias capillas se fueron abriendo a las naves laterales entre los siglos XVI y XVIII; presentan embocaduras en arco de medio punto y distintos tipos de cubierta: bóvedas de medio cañón, crucería sexpartita, crucería estrellada y cúpula con linterna. Es en las capillas donde se concentra la decoración del templo, a base de estucos y yeserías que se localizan en las bocas y arcos de acceso y en las cubiertas, usando motivos geométricos, vegetales y representaciones figuradas. Son especialmente destacables las labores de entrelazo y cortados que decoran las capillas más antiguas y que muestran el arraigo de los sistemas ornamentales de tradición mudéjar. En las embocaduras de algunas de estas capillas aparecen las armas de los Della Rovere y del deán Villalón.
La decoración del cuerpo de naves es sobria, limitándose a una fina línea de impostas, la sección en junquillo de los nervios de las bóvedas y algunas claves con motivos vegetales. Los paramentos interiores aparecen completamente enlucidos y pintados.
Al exterior también la decoración es reducida, ciñéndose a las cornisas y los contrafuertes. La cornisa del cuerpo de naves presenta ménsulas de ladrillo en voladizo, mientras que algunas capillas se rematan con cornisa de ladrillo aplantillado curvo; los contrafuertes están realizados en cantería y la zona superior en ladrillo, siendo esta parte la que aparece decorada, usándose los mismos motivos que aparecen en los cuerpos superiores de la torre: ladrillo en esquinilla y cruces de múltiples brazos formando rombos.
La portada principal es la de la primitiva iglesia románica, quedando emplazada en el lado de la epístola, a la altura del segundo tramo de las nave.
Es en arco de medio punto y abocinada, contando con cuatro arquivoltas molduradas en bocel y nacela, quedando la arquivolta exterior trasdosada por un arco decorado con puntas de diamante que está enmarcado por molduras; las arquivoltas apean en columnas de pequeña basa y capiteles decorados con palmetas y rematados por impostas molduradas. La portada está precedida por un pórtico cubierto con bóveda de crucería estrellada y abierto en arco de medio punto. Está construida completamente en sillería.
En el lado del evangelio, también a la altura del segundo tramo de la nave, se abrió una segunda portada. Esta se desarrolla bajo un arco cobijo rebajado con casetones decorados con rosetas; la portada está formada por tres arcos de medio punto que apean en pilastras con capiteles lisos entre dos líneas de impostas. Remata con doble cornisa y frontón triangular, ambos de ladrillo aplantillado curvo. La portada combina sillar y ladrillo, ocupando los sillares zona inferior, hasta la primera línea de impostas.


El edificio pertenece al modelo constructivo de las denominadas Hallenkirchen o iglesias de planta de salón.
A los pies de la nave central se encuentra el coro, formando una especie de contraábside, solución ya adoptada en otra iglesia de la misma tipología, la de la Colegiata de Bolea.