La iglesia de Santa María de Temes se encuentra en las cercanías de una vía romana que unía Aquis Flavia (Chaves) con Lugo, a través de Esgos, pasando por San Pedro de Rocas, Pereiro de Aguiar o Luíntra para cruzar el Miño por Os Peares y pasar por Temes. De esa época se encontró un ara dedicada a los Lares Viales.
El origen de esta iglesia está en un eremitorio de la época alta medieval que se construyó en este territorio en una fecha temprana, como se desprende de algunos elementos arquitectónicos que se conservan de la época tardo imperial romana. Concretamente tres capiteles embutidos en los muros que coronan dos pilastras, así como una columna que sirve de base a la pila bautismal o una pilastra y dos capiteles que se aprovecharon para la mesa del altar. Todas estas piezas son de mármol cipollino, que se extraía de unas canteras que había en la isla griega de Eubea.
Al mismo tiempo sobre el arco triunfal de la capilla mayor se conserva la tapa de un sarcófago palecristiano de época de Constantino que presenta una decoración escultórica en la que se narra el tema de la Epifanía, del Pecado Original y la Historia de Xonás. Dado que la temática es explícitamente cristiana este sarcófago tuvo que tallarse tras el Edicto de Milán del 313, por eso y posible datarlo entre el 315 y 325. El material empleado fue el mármol de las canteras griego del Pentélico.
Todas estas piezas tardo-imperiales llegaron la Temes desde Roma por mar, aprovechando las rutas comerciales del Mediterráneo y el Atlántico y la ruta fluvial del Miño hasta el puerto "Polumbario" en el que se descargaron y se trasladaron la Temes.
Otro elemento de gran interés es la inscripción que se conserva en la parte alta del muro norte del presbiterio en la que puede leerse en letras capitales romanas FIDES SPES CARITAS (Fe, Esperanza y Caridad) que es considerada la primera inscripción cristiana de Galicia, por lo tanto supone que las primeras testigos de la nueva religión aparecieron en la Ribeira Sacra.
En la iglesia actual fueron aprovechados materiales de construcciones anteriores que remite a la existencia de un templo que fue fundado a principios del siglo IX, en el momento de la repoblación de este territorio impulsada por Alfonso II El Casto. Esta afirmación se basa en la existencia de una inscripción en el muro norte de la nave en la que puede leerse: SACRATIO TEMPLI KL/ DCBS IN ERA DCCC/ (X) L (La) (I) II: "La consagración del templo fue dos días antes de las kalendas de diciembre de la era 843, año 80". De la época medieval se conserva el arco de acceso al presbiterio y parte de los muros, pero en 1776 la iglesia fue reconstruida y en los primeros años del siglo XX se amplió tres metros a nave y se levantó una nueva fachada. En la actualidad su estado de conservación es bueno.