De su origen románico se conserva la portada Norte, parte del lienzo de cabecera y posiblemente la base de la espadaña con una portada cegada, por lo demás es construcción de principios del siglo XVI, edificada con piedra granítica de la zona, en sillería bien escuadrada. Se conforma en una única nave, con cabecera cuadrangular y espadaña a los pies, dividiéndose su nave en tres tramos.

Las pinturas murales de Carbellino datan del siglo XVI y, al parecer, fueron ejecutadas en, al menos, tres momentos diferentes. Por un lado, las de la cabecera, prácticamente ocultas tras un retablo de talla y que tienen continuidad en los muros laterales. En otro momento se realizaron las del primer tramo de la nave (muros y arco triunfal), posiblemente obra de otro taller, a pesar de la semejanza de estilo. Y por último se ejecutaron las pinturas del segundo tramo de la nave –hoy muy fragmentadas–, donde estilo y ejecución evidencian la intervención de una mano muy diferente a las anteriores.

Desconocemos si las pinturas que hay tras el retablo mayor reproducen un retablo fingido o si simplemente se dividen en registros con escenas y un zócalo con paralelepípedos en perspectiva, pero de labor figurativa sólo se conserva una escena en la que las fauces del Leviatán engullen a las figuras desnudas de hombres y mujeres condenados. Este ciclo continua en los costados de la capilla, con imitación de paños brocados dispuestos en dos registros. Entre dichas bandas, en el muro de izquierdo, se dispuso la figura de San Pedro en Cátedra.

Se conserva gran parte de la pintura que cubría los muros en torno al arco triunfal y sigue una distribución en registros horizontales, en cuyo interior descubrimos asuntos de la vida de santos como San Bartolomé o Santa Lucía, una Asunción de María y una curiosa escena de Hércules luchando contra la hidra de Lerna. En los muros contiguos se desarrollan otras composiciones. A la izquierda, Santiago en la Batalla de Clavijo y la Dormición de la Virgen, frente a estas el Nacimiento y la Epifanía.