Los históricos de Santiago Apóstol están estrechamente vinculados, en general, con el resto de las fundaciones religiosas de la región hechas por los franciscanos en las primeras décadas del periodo colonial. Así lo atestigua, en primer término (y a falta de datos documentales que lo avalen), la gran similitud que existe entre la portada de Santiago Apóstol y la correspondiente a San Mateo Xoloc; en ambos casos, el emplazamiento estilístico es muy similar, de igual forma que la iconografía franciscana presente desde el siglo XVII. Así también, se trata de pueblos que, como en el caso de Santa Bárbara Tlacatecpan, eran hablantes de otomí y náhuatl. Finalmente, no es casual que los tres templos formen parte actualmente de la diócesis de Cuautitlán.
El templo de Santiago Apóstol es de una nave, con torre, cúpula, coro bajo y alto, bautisterio y dos pequeñas capillas laterales. La nave del templo se divide en cinco tramos: el primero lo ocupan el coro y sotocoro; los dos tramos siguientes corresponden a la nave; el cuarto tramo es la cúpula, que funciona a manera de transepto, y el último tramo es el presbiterio. En sus orígenes, la nave no contaba con cúpula; esta es una modificación del siglo XVIII o mediados del XIX. Para soportar la carga de la misma sobre los muros laterales de la nave, se anexaron dos capillas laterales a la altura del trazo de la cúpula; así, estas se erigieron al mismo tiempo como sostén de la cúpula y solución de transepto de planta de cruz latina. El bautisterio es perpendicular con relación al sotocoro. La cúpula de casquete rebajado se asienta sobre un tambor de forma octagonal, con ventanas en cada uno de sus lados; la remata un cupulín de forma cuadrangular, con un arco en cada cara. El acceso al coro es por medio de una escalera de piedra y mampostería adosada al exterior del muro derecho de la nave.
La nave cuenta con cuatro pares de contrafuertes. La fachada está formada por un arco ojivo, con una pilastra adosada en cada uno de sus macizos. A diferencia de la portada del templo de San Mateo Xoloc, las pilastras de la de Santiago Apóstol no presentan relieve; ello quizá se deba a que no se logró terminarlas o, en su defecto, los tuvo y le fueron borrados en periodos posteriores. Arriba del arco ojivo se abre una ventana que ilumina el coro; sus vanos son lisos y solo presentan dos entablamentos, marcando los límites en los extremos alto y bajo. A la altura de la cornisa y siguiendo su trazo horizontal en ambos sentidos, se desprende una hilera de perlas isabelinas. En la base de la portada y a sus extremos se ubican dos pilas de agua bendita del mismo periodo que la portada.
