C’est un bâtiment d’une grande austérité et simplicité de forme tant à l’extérieur qu’à l’intérieur où « tout est en place ».

Elle est couverte d’une voûte en berceau pointue qui repose sur les murs sans moulure. Les deux autels latéraux sont inclus dans les murs de la nef, ainsi que la niche destinée à recevoir les fonts baptismaux. Elle conserve les ouvertures romanes, la porte plein sud en plein cintre et les fenêtres à double fente de l’abside, les façades sud et ouest. A l’extérieur, entre l’abside et la nef, s’élève un imposant fronton. La façade ouest se termine par un grand clocher à deux yeux ; la date 1710 est gravée sur l’une des pierres de taille de l’arc de l’oeil sud.

Les grosses pierres de taille, visibles au bas de certaines parties du parement, pourraient confirmer la présence d’un édifice antérieur. Le toponyme semble être dérivé de « mausolée » et pourrait faire référence à une structure d’époque impériale. En 1975, toute une série de « silos » intercommunicants dans le sous-sol de l’église sont localisés. De plus, dans le bâtiment du presbytère (adjacent à l’église et du XVIIe siècle), il y a une structure creusée dans le sous-sol connue sous le nom de Tuta de Mosoll, qui a un plan en croix latine avec 7 niches et pourrait être une ancienne structure funéraire et des « columbas ” détruites qui apparaissent dans des documents du XIIe siècle.

Le Musée national d’art de Catalogne conserve les peintures murales de l’abside de l’église de Mosoll, gravement endommagée par un incendie en 1936. Le thème que l’on peut apprécier est celui des feuilles enchaînées ou entrelacées. Egalement un devant d’autel de la seconde moitié du XIIIe siècle structuré en deux registres horizontaux dans lesquels sont représentées douze scènes désordonnées de la vie de Marie.