Con un telón de fondo sobrecogedor, sobre el magnífico meandro que hace el río Miño en el Cabo do Mundo, Santa María de Nogueira combina elementos de la segunda mitad del S.XII con otros del segundo tercio del XVIII, época en la que sufre importantes reformas en la fachada, que actualmente muestra el antiguo rosetón románico y un campanario de formas barrocas. La iglesia, de una sola nave, con arco triunfal y cabecera cuadrangular, tiene una ventana de arco de medio punto posterior decorada, aunque el retablo no nos deja verla desde el interior. El ábside se cubre con un tramo recto con bóveda de cañón y bóveda de arista.
En la cabecera, cuatro columnas muestran decoración en capiteles y basas, siendo probablemente talladas por más de una mano, ya que algunos presentan mayor tosquedad que otros. Lateralmente, en el tramo norte, hay una sacristía adosada, así como la llamada Capilla de Alba. La puerta norte presenta una delicada ornamentación, con arquivoltas decoradas y tímpano, así como mochetas con representaciones animales.
En el exterior, el ábside cuadrangular ofrece también una delicada y decorada ventana con arco de medio punto. Los canecillos exteriores y la puerta sur se adornan con una rica y variada temática, en la que la presencia de fauna local es una constante: cabras, murciélagos, truchas, anguilas…
Si algo destaca en este templo son sus pinturas murales, que se atribuyen al llamado “Maestro de Nogueira” y se sitúan, según el profesor García Iglesias, en torno a 1560. Destaca, en el muro norte, el Juicio Final. En el muro sur, La Resurrección y una representación de María. En el tramo recto del ábside se puede apreciar la escena del Beso de Judas.