La facciata è decorata da una partitura geometrica realizzata a graffito, con il busto di San Pietro d'Alcantara, di Francesco Ciaminghi (1681).
L'interno a navata unica conserva due tele di Luca Giordano (1687-1689), le Stimmate di San Francesco e la Concezione della Vergine (copia dell'originale). Sull'altar maggiore è il grande Crocifisso ligneo di Jacopo Foggini, inserito in una tela con Madonna e i santi Giovanni Evangelista e Pietro d'Alcantara del Volterrano. Una cappella moderna ospita il Crocifisso attribuito ad uno scultore dell'ambito di Baccio di Montelupo.
Nei locali dell'ex-complesso ecclesiastico di San Quirico e Santa Lucia all'Ambrogiana è stato trasferito dal 2007 il museo archeologico di Montelupo.
Si consiglia di verificare la corrispondenza degli orari di apertura contattando direttamente la struttura.