Sólo quedan restos del ábside de lo que debió de ser una iglesia magnífica. Se conservan los muros de la cabecera, labrados con sillería. Es un ábside poligonal de estilo gótico, con un tramo rectangular delante.
Al exterior, se arriman sólidos contrafuertes. Los cinco lados del ábside se quedan delimitados por columnas adosadas con capiteles diversamente ornamentados (rostros humanos, leones, castillos y elementos vegetales).
En cada paño se abre un largo ventanal apuntado, dividido por un parteluz en dos arquillos estrechos también apuntados con ventanillo circular encima. Las arquivolas muestran rica decoración de puntas de diamante.
Bajo la cabecera existe una pequeña cripta abovedada.
La belleza del edificio se junta con la del paraje en una de las fotografías más bonitas de Huete. El ábside de la parroquia de Santa María de Atienza se sitúa a media altura del cerro del Castillo, en lo que su día era la parte intramuros de la ciudad.
