El centro del antiguo Real de Minas de Santa Ana se encuentra ubicado en una pequeña elevación del terreno, rodeada por las aguas de la presa de La Soledad en tres de sus lados cuando es temporada de lluvias. Esta eminencia está compuesta, a su vez, por dos montículos separados por unos cientos de metros, en cuyas cimas se construyeron durante el siglo XVIII dos templos de culto católico; uno de ellos es el inmueble que en otro tiempo fuera la parroquia de Santa Ana.
Es posible datar la construcción del presente inmueble en los finales del siglo XVII o en los inicios del siguiente, sin desechar la posibilidad de que tenga sus orígenes en una construcción anterior que haya sido ampliada o modificada, puesto que el establecimiento del Real de Santa Ana data de la segunda mitad del siglo XVI, por lo que la primera edificación de su iglesia principal debió realizarse por lo menos a finales de ese siglo.
La planta del inmueble revela la importancia que adquirió como cabeza de los templos vecinos, hasta que en la primera mitad del siglo XX se trasladó la sede parroquial al Mineral de la Luz, donde permanece hasta el presente. de esta manera, se observa el gran cuerpo del templo, con soberbia planta de cruz latina de tres tramos, amplio crucero y presbiterio, a la que se adosaron, sobre el lado de la epístola, un gran número de espacios, como la sacristía, antiguas oficinas parroquiales y otras dependencias.
La cúpula del crucero revela la fecha temprana de su construcción, puesto que presenta una primitiva composición, evidente en su tosco y masivo tambor de planta octagonal, estructurado por recios machones en los vértices y abierto solo por cuatro pequeñas claraboyas dispuestas ortogonalmente con respecto al eje de la nave. Sobre este continúa una media naranja de revolución esférica, que es coronada por una admirable linternilla que articuló pilastras abalaustradas en cada uno de los vértices del octágono.
La fachada principal está conformada por un gran paño liso que incluyó en su centro la portada de cantera, mientras que sobre el machón del lado de la epístola se yergue un airoso campanario de dos cuerpos y remate abovedado. La portada es una sobria composición, más cercana al siglo XVII que al XVIII, formada de tres cuerpos y remate, de los que el primero de ellos incluyó dos pilastras toscanas a ambos lados del vano de acceso en medio punto, bajo un entablamento de friso con una doble moldura de toro.
El segundo cuerpo está formado únicamente por la ventana coral y las molduraciones de sus jambas y dintel, mientras que el tercero es una breve hornacina entre pilastras que incluyó una escultura de tecalli que representa a Santa Ana, rematado por un peraltado frontón bajo una cruz. El interior de la nave cuenta con varios retablos neoclásicos en los transeptos y la nave, mientras que el de trazo más correcto fue colocado en el presbiterio.
