Cerkev stoji na južnem koncu vasi, obdana s taborskim obzidjem (16. stol.), nad katerim se dviga le zvonik. Zunanjščina ima karakter preproste istrsko-kraške arhitekture iz pravilno obdelanih klesancev, krite z dvokapno streho; na vzhodni strani izstopa petstrano zaključeni prezbiterij, na vzhodno fasado pa je levo od vratne odprtine prislonjen sočasno postavljen zvonik. Edini poznejši dodatek je zakristija (1896). Cerkev ima tri banjasto obokane ladje, ločene s po tremi arkadami, ki počivajo na parih zidanih stebrov. Prezbiterij se znotraj zaključuje s polkrožno apsido, stranski pa s polkrožnima nišama v zidu. Psevdobazilikalno cerkveno telo v Hrastovljah kaže mnoge romanske značilnosti; pojavila pa se je tudi teza, da naj bi bila arhitektura konec 15. stoletja vsaj prezidana, in sicer po vplivom beneške renesanse, s čemer bi soglašala tudi njena posvetitev leta 1480.

Cerkev je znotraj v celoti poslikana. V glavni apsidi vidimo Prestol milosti in stoječe apostole; v severni apsidalni niši je predstavljena zanimiva ikonografska rešitev sv. treh kraljev, ki z darili v roki sedijo na klopi, ob straneh pa stojita sv. Kozma in Damjan; v južni apsidalni niši je poslikava (sv. Rok, sv. Boštjan, sv. Fabijan) precej uničena zaradi vratne odprtine v zakristijo. Celotna stena severne stranske ladje je namenjena kompoziciji Pohoda in poklona kraljev, pod katero je vrsta mikavnih žanrskih prizorov. Na zahodni in južni steni se vrstijo prizori iz Kristusovega pasijona od Vhoda v Jeruzalem in Zadnje večerje v severozahodnem kotu ladje do Vnebohoda na vzhodnem koncu južne stene. Pod pasijonskimi prizori na južni steni so levo od okenske odprtine upodobljene tri svetnice (sv. Apolonija, sv. Lucija, sv. Agata?), desno od nje pa se po vsej dolžini odvija pozornost vzbujajoča kompozicija Mrtvaškega plesa. Enajst parov, sestavljenih iz okostnjakov in predstavnikov človeštva − različni starosti in stanov − se približuje odprtemu grobu, ob katerem na kamnitem prostoru sedi dvanajsti okostnjak, ki pridržuje pokrov zidane grobnice; ob njej ležita na tleh kramp in lopata. 

Janez iz Kastva je s svojimi sodelavci poslikal dobesedno celotno notranjščino hrastoveljske cerkve, saj je okrasil tudi podločja arkad z naslikano palico, ovito s trakom, rdeče pa je toniral tudi stebre. 

Avtorstvo fresk sporoča dolg napis na severni steni pod kompozicijo Pohoda in poklona kraljev, zapisan najprej v glagolici (v stari hrvaščini), nato pa še v gotski minuskuli (latinščini), ki ga je transkribiral B. Fučić. 

Literatura: Gotika v Sloveniji, Narodna galerija, Ljubljana 1995