El conjunto arquitectónico compuesto por la iglesia parroquial y el castillo se encuentra ubicado sobre un promontorio en la zona suroriental del núcleo de Novales, en cuyas faldas se asienta la localidad.

La iglesia parroquial de Nuestra Señora del Rosario es un edificio de origen románico de finales del siglo XII con reformas y ampliaciones a lo largo de los siglos XVI y XVII, construido en sillería, de planta rectangular y nave única con presbiterio diferenciado y ábside semicircular orientado al este.

En el exterior, el ábside es de gran simplicidad y en él solo se abre una sencilla saetera en el centro. Los canecillos que soportan la cornisa de piedra en la cabecera y en los primeros tramos de la nave son sencillos y podemos apreciar en alguno de ellos decoración de modillones de rollos, geométricos y una cabeza humana. En la ampliación de la iglesia el paramento se recreció y se dispuso un alero de hiladas de ladrillo dispuestas en esquinilla y dentellón.

El acceso a la iglesia se realiza a través de una portada románica de medio punto situada en el muro norte. La portada fue descubierta durante la restauración (1986-1994) ya que hasta ese momento había estado tapada por un falso muro superpuesto. Está formada por cinco arquivoltas que apean sobre columnas rematadas en capiteles decorados con motivos vegetales y geométricos de gran calidad. Adosada a esta portada hay una cuerpo que sobresale sobre el que se colocó durante la restauración una espadaña con doble vano de campanas en arco de medio punto rematada con un frontón triangular. Antes de la reforma se accedía a ella por unas escaleras situadas en un cuerpo de ladrillo añadido al exterior que cargaba su peso sobre los arcos y las bóvedas de la nave.

El tramo final de la iglesia y el acceso oeste forman parte de una ampliación de los siglos XVI-XVII. En él se conserva una portada de acceso a la iglesia en arco escarzano, actualmente tapiado, entre pilastras que sostienen un entablamento con cornisa volada rematada con pináculos con bolas en sus extremos, y sobre ella se colocó un óculo de iluminación.

En el interior la nave se divide en cinco tramos. Los primeros tramos románicos se cubren con bóveda de cañón entre arcos fajones de medio punto, ligeramente deformados y rebajados, que descansan sobre gruesas pilastras con capiteles que presentan una decoración geométrica. El arco fajón que precede al ábside se apoya sobre dobles columnas con capiteles. Los dos últimos tramos, a los pies del templo, corresponden con una ampliación de la iglesia en los siglos XVI-XVII y fueron cubiertos con bóveda de lunetos entre arcos fajones de medio punto que descansan sobre pilastras.

En el centro del ábside y en tramo contiguo del lado del evangelio, en la zona del presbiterio, se abren estrechas ventanas trasdosadas por una arquivolta con arcos de medio punto que descansan sobre columnas con capiteles vegetales muy sencillos. En el lado de la epístola se abrió una pequeña saetera abocinada hacia el interior que data de la última restauración. En el muro oeste, en la parte alta, se encuentra un vano circular, a modo de rosetón, abierto en la ampliación de finales del siglo XVI o XVII.

El ábside se cubre con bóveda de horno, se encuentra a mayor altura que la nave y se accede a él por medio de dos escaleras situadas a ambos lados. El ábside cuenta con una cripta en el nivel subterráneo que fue descubierta en las excavaciones realizadas en la última restauración de la iglesia (1986-1994). A la cripta se accede desde la nave por escaleras bajo un gran arco de medio punto, sus proporciones son similares al ábside, aunque algo más estrecha. Es un espacio de proporciones casi cuadradas, en el centro del lado este se abre un estrecho vano abocinado y cegado, trasdosado por dos grandes arcos de medio punto que describen un espacio muy diáfano. La cripta se cubre con una bóveda de gruesos nervios cuyos arranques son los originales pero el resto fue rehecho con nuevos sillares, igual que la plementería de la bóveda. Adosados a los muros del evangelio y de la epístola vemos unos bancales corridos de piedra rehechos a partir del proyecto de restauración de la iglesia en 1989. En el centro de la cripta se descubrió un sarcófago en piedra con restos de una mujer joven enterrada.

El coro se sitúa a los pies del templo, en el último tramo de la nave, sobre vigas de madera y arco rebajado. La sacristía ocupa el espacio bajo el coro.