La iglesia fue construida a mediados del siglo XII, si bien posteriormente se modificó todo el sector occidental. 

El templo tiene tres naves, las dos laterales muy estrechas. La central está acabada con un gran ábside semicircular.

Está dividido externamente en cuatro espacios gracias a tres columnas adosadas, que tienen los capiteles esculpidos con motivos vegetales de clara influencia mudéjar.

También tiene esta influencia el friso de arcos ciegos que recorre el ábside por debajo el tejado. En este caso nos encontramos con un mestizaje entre el modelo de construcción lombarda, muy común en Cataluña y el estilo mudéjar, más habitual por tierras aragonesas y castellanas.

Estos arcos son similares a los que podemos encontrar en la iglesia de San Miguel de Caltojar i de San Miguel de Bordecorex.  

En cada uno de los espacios en que se divide el ábside se abre una ventana de medio punto, de forma de aspillera por la parte exterior y abocionada por la interior. Está decorada cono una arquivolta, apoyada en dos columnas que tienen los capiteles esculpidos con cabezas humanas, bestias, hombres luchando y motivos geométricos. La arquivolta también está esculpida con un trenzado. Protege la ventana un arco de medio punto esculpido con un ajedrezado. 

En la parte interior del cilindro absidal encontramos las tres ventanas decoradas también con una arquivolta apoyada en columnas con sus capiteles esculpidos. La bóveda de almendra del ábside arranca de una línea de imposta decorada con un ajedrezado. El presbiterio está cubierto con una bóveda apuntada. 

La cabecera está ligeramente inclinada respeto al eje de la nave. No se conoce a ciencia cierta el motivo de este hecho. Hay voces que apuntan a que esto se debe  a querer emular la inclinación de la cabeza de Cristo en la Cruz. Parece más probable que la inclinación sea debida a la adaptación del templo al terreno y a las murallas de la villa. A parte delábside principal, encontramos dos absidiolas laterales excavadas dentro del muro, de forma semicircular y con un arco triunfal apuntado.

Las tres naves están separadas por arcos formeros apuntados. El segundo tramo de todas ellas está cubierto con una bóveda de crucería del siglo XV, que sustituyó a la primitiva románica.

Los capiteles dónde descansan los arcos formeros y fajones están esculpidos con varios motivos. Los del arco triunfal del ábside principal están llenos de animales monstruosos y motivos vegetales. En los arcos formeros encontramos aves, monstruos, cabras y una malla de doble cuerda.

El elemento más interesante, escultóricamente hablando, es el frontal de altar que encontramos en el ábside norte. Representa el martirio de Santo Tomás de Canterbury y fue tallado en el siglo XII. Cuatro soldados atacan al arzobispo, que está rezando de rodillas ante el altar. Uno de ellos lo decapita, mientras que otro soldado clava su espada en un clérigo que está junto al santo aguantando el báculo. El alma del santo, representada con una pequeña cabeza, es subida al Cielo por ángeles. En el lado izquierdo había una figura sentada, muy deteriorada, que tiene un ángel a su lado que le sostiene la mesa dónde se dispone a escribir. Sobre él encontramos dos ángeles.  

La otra joya del templo la encontramos en el crucero. Se trata de una cúpula muy característica de clara influencia musulmana. Mediante trompas, decoradas en forma de bocel, se consigue convertir una planta cuadrada en octogonal. En la parte central de cada uno de estos ocho lados encontramos una ménsula esculpida sobre la que se apoyan un par de arcos que de medio punto, de sección rectangular. Estos forman una estrella de ocho puntas, en el centro de la cual encontramos una linterna. La mitad de las ménsulas están esculpidas con motivos florales y la otra mitad con parejas de aves y cuadrúpedos .

Entre las puntas de la estrella encontramos ocho ojos de buey que iluminan el templo, cuatro de los cuales se ampliaron posteriormente para permitir el paso de más luz. En la parte interior de las puntas hay unos bloques prismáticos que tienen tres bolas incrustadas.

La cúpula se transforma al exterior en un cimborrio de planta octogonal. Tiene dos pisos de altura. El superior fue añadido posteriormente. El primero, en cambio, es de época románica.

En cada uno de sus muros se abre una ventana apuntada con el arco lobulado. Sobre ellas un friso de arcos ciegos, ligeramente apuntados. Adosada al cimborrio encontramos una torre circular dónde se aloja la escalera de caracol.