Rodeada de pequeños comercios que han surgido alrededor del balneario turístico, la capilla de Santa Mónica de Atotonilco se conserva por la protección que le da a la propiedad el arbolado atrio, el cual está delimitado por una barda perimetral de mediana altura.
La fachada es casi plana, modificada por los acabados que se le han hecho. El ingreso principal, con arco de medio punto y dos pilastras adosadas, solo conserva de la portada tres escudos correspondientes a la decoración original y la ventana rectangular de coro, con el remate superior de forma mixtilínea.
Sobresalen del paramento, a cada lado de la portada, los basamentos de dos torres que fueron añadidas posteriormente. La del lado izquierdo tiene un cuerpo inferior de base cuadrada, una columna en cada esquina, sobre la que se apoya la cornisa que inicia otro cuerpo más pequeño, con una disposición en planta hexagonal y un pináculo de remate. La del lado derecho es de las mismas características, pero más pequeña.
La planta de la nave es de forma rectangular, cubierta con bóveda de cañón rebajado, soportada por los muros laterales.
En el interior aún se conservan, aunque en mal estado, restos de pinturas originales en los muros. El pequeño altar tiene un ciprés de estilo neoclásico.
Se tiene noticias del pueblo de Totonilco hasta la segunda mitad del siglo XVI, debido a que Hernán Cortés solo lo conservó para la cría de caballos. Fueron los agustinos de Yecapixtla quienes fundaron la iglesia visita a principios del siglo XVII, con el resurgimiento originado por el auge de las haciendas vecinas. Posiblemente, los detalles barrocos que se conservan datan de esa época. El interior del templo fue modificado también en la época porfiriana.
