Construida en sillar y sillarejo sobre una nave de tres tramos, con capillas entre los contrafuertes, sobre la nave se alza una estructura con cúpula que parece flotar.

Cuentan que el constructor que la levantó nunca llegó a cobrarla porque pensaba que no tardaría en derrumbarse, lo que para suerte de arnedanos y visitantes nunca ha ocurrido.

Son de destacar la imagen de la Santa que da nombre a la iglesia y los frescos que de su martirio se encuentran a los lados, así como el extraordinario retablo de estilo rococó, con representaciones del Prendimiento, Ultima Cena, Lavatorio, Crucifijo, Padre eterno y de San Francisco de Asís.

En los muros Norte y Sur del presbiterio cuelgan doce cobres de estilo flamenco, cinco de ellos firmados por Gabriel Frank.

Al Sur se levanta la torre de cinco cuerpos el último de ellos de ladrillo.