La localidad de Santa Maria sola es mencionada ya en relaciones geográficas que se hicieron en la región durante el siglo XVIII. La primera etapa constructiva del conjunto religioso data del siglo XVII, está constituida por el ábside actual que funcionó como una capilla abierta hacia la extensa planicie natural que aún se conserva. En el siguiente siglo se adiciono la nave y la sacristía hacia el frente. El conjunto actual está compuesto por en amplio atrio contenido solo en uno de los lados por una barda, la nave dispuesta sobre un eje oriente-poniente de cuatro entre ejes, sacristía y ábside.
La fachada principal hacia el poniente tiene la portada al centro, con dos cuerpos y tres entrecalles. En el primer cuerpo se abre el acceso principal con un vano vertical cerrado con arco de medio punto, con pares de pilastras con fuste liso sobre basas peraltadas y capitel integrado en la banda de cornisa de remate. El segundo cuerpo tiene las mismas características de composición, con un óculo circular para el coro. En la parte inferior está empotrada una estela prehispanica labrada en altorrelieve, que indica lo remoto de la historia de esta población. El tercer cuerpo es un tímpano mixtilíneo contenido por una moldura con volutas en los extremos y un nicho en la parte más alta, Actualmente vacío.
Las torres a ambos costados de la portada son de un cuerpo liso que soporta campanarios con vanos verticales, arcos de medio punto y pilastras en las cuatro caras del único cuerpo, con un cupulín sobre basamento de escasa altura, de planta cuadrangular con pináculos.
La volumetría del edificio está compuesta por el ábside de menor altura, cubierto por una bóveda de cañón corrido, la nave de proporción horizontal con los contrafuertes que marcan cada uno de los tramos, cubiertos por bóvedas vaídas y cúpula gallonada sobre tambor octagonal con ventanales en el tramo que antecede al presbiterio. Por el costado sur se anexa la sacristía de planta rectangular con cúpula semiesférica.
El sistema constructivo empleado es de mampostería mixta de piedra irregular de la región, combinada con tabique de arcilla para definir hiladas horizontales en las caras y núcleo de pedacería y mezcla de cal- arena, para muros y contrafuertes. Las cubiertas son de tabique de arcilla. Los paramentos interiores están recubiertos con una capa de aplanados de cemento-arena y pintura vinílica. En el exterior los paramentos están aparentes, se observan refuerzos estructurales de concreto armado agregados en la segunda mitad del siglo XX.
