El templo de San Martín Huamelulpan está construido sobre un centro ceremonial prehispánico, del que todavía se conservan ruinas. En la fachada sur presenta incrustadas cuatro calaveras talladas en piedra.
La planta es de una sola nave, cubierta con bóveda de cañón y presbiterio semicircular. La nave está reforzada con contrafuertes y presenta pequeñas ventanas en la parte alta de cada tramo. La portada está flanqueada por dos basamentos, el del norte con campanario.
