El primer templo cristiano que se construyó en Chiautempan y que funcionó como visita del convento de San Francisco en Tlaxcala fue la ermita que hoy se conoce con el nombre de la Purísima Concepción. Debido a su labor evangelizadora, los franciscanos consideraron necesaria la fundación de un templo y convento. Se tiene información de que se inició con la construcción del convento antes que la del templo, en 1569.
El obispo don Juan de Palafox y Mendoza, en 1640, secularizó algunos conventos (entre ellos el de Santa Ana) y mandó levantar nuevos templos parroquiales.
La parroquia de Chiautempan se construyó frente al convento del siglo XVI y pasó a albergar la imagen de Nuestra Señora Santa Ana, mientras que el convento quedó bajo la advocación de Nuestra Señora de los Ángeles.
Templo de planta de cruz latina, con capilla en el transepto poniente y casa cural al oriente. Presenta una fachada con torre de dos cuerpos y un reloj de reciente construcción en la esquina sureste del pequeño atrio, al frente de la entrada.
