Edificada junto la Rúa Mayor que recorren los peregrinos camino de Compostela. Antes de edificar el templo actual, ya existía una edificación religiosa en este lugar. Concretamente se trataba de una capilla dedicada a la Virgen Maria, que formaba parte del Palacio Real. Esta fue donada por Alfonso el Batallador en 1131 a los caballeros de San Juan de Jerusalén. Al poco tiempo se empezó a edificar la iglesia de Santa Maria la Real.

Situada junto al río Aragón, cumplió funciones defensivas. Incluso durante las guerras civiles del siglo XIX, que causaron muchos destrozos. A inicios del siglo XX fue restaurada.

Lo más destacable del templo es su espectacular portalada meridional. Su temática principal habla del Juicio Final y el triunfo de Cristo. Alrededor de una amplía puerta y en un cuerpo sobresalido y enmarcado por dos contrafuertes, se organizan los elementos decorativos en dos cuerpos claramente diferenciados.

En el inferior encontramos la puerta con tres arquivoltas apuntadas y ricamente decoradas. Pese al apuntamiento del arco, la decoración tiene trazas claramente románicas. En la arquivolta interior podemos encontrar imágenes de los Apóstoles y de Profetas. La segunda está dedicada a oficios (acróbatas, músicos, guerreros, ...). Las arquivoltas están sustentadas en seis columnas-estatua. Destaca la serenidad de sus rostros y la armonía de sus túnicas. Las imágenes del lado izquierdo representan a las tres Marías, mientras que las de la derecha nos muestran a San Pedro, San Pablo y a Judas colgándose (una imagen única, puesto que no se conoce ninguna otra talla que represente este momento de la vida de Judas). A pesar de todo está muy deteriorada. En el libro que sustenta la Virgen Maria podemos leer "MARIA MATER XPI LEODEGARIUS ME FECIT", (Maria, Madre de Cristo. Leodegarius me hizo). De este modo el autor de las tallas dejó su firma.

El tímpano también está ricamente decorado. Está dividido en dos secciones. En la inferior podemos ver a los apóstoles bajo arquillos de medio punto. La Virgen con el niño están en medio de todos los apóstoles. Encima de la imagen de la Virgen encontramos a Cristo presidiendo en majestad. Está rodeado de cuatro ángeles que tocan unas trompetas. Alrededor de Cristo, Juez Supremo, podemos encontrar a los santos y a los pecadores que son convocados al Juicio Final. El Arcángel San Miguel se encarga de pesar las almas y aquellos que no merecen ir al Paraíso los podemos ver desnudados y rodeados de monstruos.

Por sobre las arquivoltas podemos encontrar infinidad de imágenes de diferentes temáticas que llenan los espacios vacíos del muro, creando una sensación realmente interesante. Se cree que provenían de diferentes lugares del antiguo templo y fueron colocadas en este punto para enriquecer la portalada. Entre las historias que podemos encontrar hay una saga escandinava que narra la historia del héroe Sigrud, la espada del cual fue forjada por el herrero Rieguen y que sirvió para derrotar al dragón Fafner.

Una moldura de motivos vegetales separa este primer piso del segundo. En el superior podemos ver, nuevamente, a los Apóstoles y dos ángeles en unos arcos de medio punto dispuestos en dos galerías. En la parte central de la galería superior observamos un Pantocrátor rodeado por el Tetramorfos.

El templo tiene planta basilical con tres naves acabadas en tres ábsides semicirculares. La nave central es más ancha que las laterales y está dividida en tres tramos, separados por arcos apuntados. Las naves están cubiertas con bóvedas de crucería góticas. A lo largo de los siglos se añadieron capillas y otros elementos en el lado del muro del Evangelio, así como un coro a los pies de las naves.

El ábside principal queda oculto por un retablo de la primera mitad del siglo XVI. Los laterales, en cambio, si que son visibles desde el interior. Están divididos horizontalmente en tres tramos, gracias a dos molduras esculpidas con motivos geométricos. El tramo inferior es totalmente liso. En el segundo en cambio podemos encontrar un conjunto de arcos de medio punto sustentados por columnas con capiteles esculpidos. En este tramo se abre una ventana abocinada que ilumina la absidiola. El tercer tramo corresponde a la bóveda. En el ábside central se repite esta disposición, pero encontramos tres ventanas en el tramo intermedio y el tramo superior es más alto y podemos encontrar tres ojos de buey.

La cabecera es la parte más antigua del templo, del siglo XII. Esto queda reflejado en la manera como están construidos los ábsides. Exteriormente están reforzados con contrafuertes. También podemos encontrar unas molduras que los dividen horizontalmente. Los tres ábsides tienen tres arcos de medio punto, con una arquivolta sustentada en un par de columnas con capiteles esculpidos. En el caso del ábside principal coinciden con las tres ventanas, mientras que en las absidiolas, los laterales están cegados. Bajo la cornisa podemos apreciar canecillos decorados.

El transepto contiene interesantes capiteles esculpidos. También merece especial atención la cúpula que se levanta en la intersección de la nave principal con el transepto. Está apoyada sobre arcos apuntados y trompas. Sobre ella se levanta el campanario gótico del siglo XIII. Está formado por tres cuerpos octogonales que se levantan sobre uno de cuadrado. En el cuerpo inferior se abren dos ojos de buey, mientras que en el segundo podemos encontrar unos grandes ventanales apuntados con arquivoltas y columnas. En el tercer piso también encontramos grandes ventanas apuntadas, alternándose muros con una única ventana, con lados dónde hay dos. La torre está rematada con un tejado piramidal.

En el interior del templo podemos encontrar otros elementos decorativos muy interesantes como la imagen del siglo XIII de la Virgen de la Nora, la de Nuestra Señora de Rocamador o bien la custodia procesional de plata, parcialmente dorada del siglo XV, una de las más antiguas de la península.