Il prospetto principale mostra una sobria struttura quadrangolare con un piccolo campanile a vela, su cui si apre una bifora. L'interno è rettangolare, a navata unica, sul modello delle basiliche francescane di Assisi e Cortona. Alcuni radicali rimaneggiamenti settecenteschi hanno messo in opera un nuovo strato di malta sui muri laterali, al fine di reggere in modo ottimale la volta a botte che prende il posto del primitivo tetto di legno a capriate. Rimangono solo due monoforeogivali, di cui una nell'abside.[3]
Fu proprio il professor Casula, come detto, a scoprire, nei quattro peducci pensili calcarei dell'abside i ritratti degli ultimi giudici di Arborea: evento importante, poiché soltanto di Mariano IV si conosceva un'immagine, in età giovanile, inserita nel polittico della chiesa di San Nicola (Ottana). Anche un frammento di affresco, nel monastero oristanese di Santa Chiara, mostra il ventiseienne Mariano, non ancora giudice, offrire il primogenito Ugone alla protezione della religiosa di Assisi. Il primo peduccio di sinistra rappresenta, dunque, in maniera realistica, il volto di Mariano, con scettro, corona e stemma (l'albero diradicato di Arborea). Seguono le effigi del figlio ed erede Ugone III (1375-1383), di Eleonora (1383-1404) (singolarmente con i capelli sciolti sulle spalle e, forse, una cicatrice sulla guancia destra) e del marito Brancaleone Doria. Tutte le raffigurazioni della famosa giudicessa sono "di fantasia" e posteriori alla sua morte (il soggetto di una di queste, addirittura, era Giovanna la Pazza).[7]
