Costruita intorno alla fine del VI secolo, rappresenta un'architettura di notevole importanza. La chiesa poggia sulle rovine di un edificio probabilmente termale di epoca romana, che fanno parte a loro volta del circostante parco archeologico di Mesumundu. La struttura fu rimaneggiata in epoca romanica (XI secolo). Nel XIX secolo era ridotta in stato di rudere a causa di un crollo che aveva interessato parte l'abside sud, che fu ricostruita durante un intervento di restauro nel 1934.

Il tempietto particolarmente semplice nella costruzione è assimilabile per l'icnografia alla tipologia a croce con cupola. Dell'impianto originario rimangono il corpo centrale, una rotonda con cupola di copertura con due grandi finestre a sesto ribassato aperte sulla parte alta, assieme a due bracci diseguali entrambi absidati, orientati ad ovest e a sud. Il primo è coperto con una volta a botte, il secondo è dotato di un'ampia finestra arcuata e coperto a semicupola. Nella costruzione della fabrica furono riutilizzate parti delle murature degli ambienti termali preesistenti. Sempre in quella fase costruttiva, fu altresì ripristinato il vecchio acquedotto romano, di cui rimane un frammento all'esterno a sud del monumento, che convogliava le acque termali dalla sorgente del s'Abba Uddi all'interno dell'edificio, dove sono visibili i resti delle canalette di epoca bizantina, inglobate nelle fondazioni e, ad una quota inferiore, un frammento della canalizzazione romana.