No existen noticias de este templo hasta el año 1238, cuando Guillem de Crebaino, esposo de Ermessenda de Cunit, donó el derecho de patronato de la capilla de Santa María de Segur al monasterio de Sant Cugat del Vallès. A principios del siglo XV se conoce la existencia de dos altares: uno dedicado a Santa María y el otro a San Miguel, ubicados en cada uno de los dos ábsides que tiene el templo.

En 1777 tenemos constancia que el altar principal estaba dedicado a San Miguel, momento en que el templo era una sufragánea de Sant Cristòfol de Cunit.

El templo está formado por una corta nave, rematada a levante con una curiosa cabecera, formada por dos ábsides semicirculares: uno orientado al este y el otro al sur. En cada uno de ellos se abre una pequeña ventana de medio punto y doble derrame.

Los dos ábsides están decorados con lesenas, si bien no se han conservado los arcos ciegos con que probablemente estaban decorados.

Parece que se concibió el templo con una cabecera trebolada, pero que por algún motivo no se construyó el ábside del lado norte. Algunos estudiosos creen que inicialmente había un solo ábside y posteriormente se construyó el del lado sur. Esto parece poco probable, pues la fábrica de ambos ábsides es prácticamente idéntico, que nos hace pensar que se construyeron simultáneamente.

La nave está cubierta con una bóveda apuntada, reforzada por un arco toral. Las bóvedas de los ábsides, por el contrario, son de cuarto de esfera.

La puerta de acceso se encuentra en el muro sur.

Está formada por un arco de medio punto enfatizado por otro arco, hecho con grandes dovelas y protegido por un guardapolvo, que enlaza con la imposta que hay en el arranque de los arcos.

En el muro de poniente encontramos un ventana, por encima de la cual hay una sencilla imposta.

Sobre el arco del ábside central encontramos un pequeño campanario de espadaña, de un solo ojo, ahora descabezado.