Santa María de Nogueira de Miño é unha igrexa de base románica que data da segunda metade do século XII, pero con posibles orixes anteriores polo emprego dunha cabeceira recta que podería vinculala á unha época máis antiga.
O templo actual presenta unha cabeceira cunha capela maior rectangular precedida do presbiterio. Tanto o arco triunfal de acceso a capela, como o do presbiterio apéanse sobre columnas con capiteis decorados con motivos decorativos fitomórficos, zoomórficos e antropomórficos, dos característicos da segunda metade do século XII. Da mesma época datan os motivos de puntas de diamante e as rosetas que ornamentan a rosca do arco de acceso ao presbiterio. A bóveda de canón que cubre este espazo descansa sobre unha cornixa decorada con motivos xeométricos. A corpo da igrexa é de unha soa nave, de maior altura que a cabeceira e cuberta con teitume de madeira de par e nudillo.
No muro meridional da nave consérvase a portada lateral románica de acceso ao templo coas súas columnas con capiteis con decoración vexetal que soportan unha tripla arquivolta que se apea sobre unha cornixa decorada con puntas de diamante e bolas. As arquivoltas presentan unha ornamentación de inspiración vexetal e albergan o lintel que descansa sobre unhas mochetas nas que se representa as cabezas de dous animais (león e toro).
O tímpano esta decorado cunha cruz grega enmarcada por unha circunferencia e flanqueada por dous círculos nos que se inscriben dúas follas. Ao exterior a igrexa conserva da fábrica románica un oco enmarcado por dúas columnas que soportan a arquivolta no testeiro da capela maior e os modillóns da cornixa do tellado tanto no muro norte como sur, probablemente aproveitados no século XVI cando ampliouse a nave. Nestes modillóns hai claras alusións ao cultivo do viño, como a representación dunha cuba ou dun bebedor, así como representacións fluviais.
Na reconstrución da fachada aproveitáronse elementos arquitectónicos procedentes da fachada románica, como o rosetón e da fachada renacentista de finais do XVI como os nichos trilobulados que se dispoñen sobre a portada.
En Santa María de Nogueira tan importante como a súa arquitectura é o programa de pintura mural que decora todo o interior da capela e da nave da igrexa, unha mostra única que exemplifica a relevancia da pintura mural tivo no século XVI como unha das armas da Contrarreforma da Igrexa Católica. As recentes labores de restauración promovidas pola DXPC permiten distinguir as diferentes mans que estiveron traballando dende 1560 aos que conclúen a decoración en 1571. Entre os temas máis destacados está o Xuízo Final, a Resurrección, a Anunciación, a Trindade ou o martirio de San Sebastián. Asemade son de interese o conxunto de retablos barrocos e as liñas de montea que se conservan no solo.