Es un edificio de una gran austeridad y sencillez de formas tanto en el exterior como en el interior donde “todo está en su sitio”.

Está cubierta con bóveda de cañón apuntada que descansa sobre las paredes sin moldura de imposta. Los dos altares laterales están incluidos en los muros de la nave, como la hornacina para albergar el fregadero bautismal. Conserva las aberturas románicas, la puerta a mediodía de arco de medio punto y las ventanas de doble derrame del ábside, la fachada meridional y de poniente. En el exterior, entre el ábside y la nave, se levanta un imponente frontón. La fachada de poniente termina en una gran espadaña de dos ojos; en uno de los sillares del arco del ojo meridional está grabada la fecha 1710.

Los grandes sillares, que pueden verse en la parte inferior de algún tramo del paramento, podrían confirmar la presencia de un edificio anterior. El topónimo parece derivarse de mausoleum y podría hacer referencia a una estructura de época bajo imperial cercana. En 1975 se localizaron una serie de silos intercomunicados entre ellos de época antigua en el subsuelo de la iglesia. Asimismo, en el edificio de la rectoría (contiguo a la iglesia y del siglo XVII) existe una estructura excavada en el subsuelo conocida como la Tuta de Mosoll, que presenta planta de cruz latina con 7 hornacinas y que podría tratarse de una estructura funeraria de época antigua y tratarse de las “columbas ” destruidas que aparecen en documentos del siglo XII.

En el Museo Nacional de Arte de Cataluña se conservan las pinturas murales del ábside de la iglesia de Mosoll, muy dañadas por un incendio en 1936. El tema que se puede apreciar es el de hojas encadenadas o entrelazadas. También un frontal de altar de la segunda mitad del siglo XIII estructurado en dos registros horizontales en los que se representan doce escenas desordenadas de la vida de María.