El edificio, construido en la transición del Barroco al Neoclásico, austero en su planta y alzado, de aspecto catedralicio, es de una extraordinaria grandiosidad en su interior: consta de cinco naves, con testero plano; se cubre con bóvedas de aristas, tanto en la nave central como en las extremas. Las naves colaterales se cubren con bóvedas vaidas, y el crucero con media naranja sobre tambor, en cuyas pechinas se representa el fruto de la granada, elemento iconográfico que da nombre a la titular de la parroquia moguereña. Por la fachada en paralelo al “Patio de los Naranjos” se accede al cementerio, hoy clausurado cuyos nichos sustituirían a partir del último tercio del siglo XVIII los enterramientos particulares de la primitiva iglesia.

De interés son las portadas de ladrillo avitolado, en especial la principal o "Puerta del Sol", bello retablo de dos cuerpos con columnas toscanas y jónicas, más un pequeño ático. Las otras dos se abren a la Plaza de la Iglesia y al Patio de los Naranjos en el recinto parroquial, respectivamente.

De la vieja parroquia solo se conservó la torre. La primitiva torre mudéjar se embelleció con elementos propios de la época: el cuerpo de campanas presenta rasgos barroquizantes, no sólo por la decoración de cerámica y el enfoscado de ladrillo, sino por los efectos ilusionistas al pintar campanas en los muros ciegos del segundo cuerpo. La torre de Moguer imita a la Giralda de Sevilla en la alternancia de arco y dintel en el cuerpo de campanas, arco de triple inflexión, en los jarrones de azucenas y el remate o estatua de la Fe. Es tal el parecido que Juan Ramón Jiménez al referirse a ella, dice que "la torre de Moguer de cerca, parece una Giralda vista de lejos".