L’église, de plan rectangulaire, mesure 8,39 m sur 16,11 m extérieurement. Le revêtement mural est constitué de blocs soigneusement équarris, avec des joints de mortier minimaux, contrairement aux autres espaces du complexe architectural.
L’entrée d’origine est située au sud-ouest où elle a été intégrée aux autres bâtiments. Le portail est actuellement dépourvu d’éléments décoratifs, mais les réparations du mur-rideau au-dessus avec un dispositif « opus incertum » contrastant avec la forme « opus regularus » suggèrent que la porte était surmontée d’un porche semi-circulaire ou d’un arc en croissant.
Une fois la porte passée, on entre dans le narthex, divisé en trois parties par deux arcs reposant sur deux demi-piliers vers l’entrée et sur deux piliers du côté opposé. Même les arcs, en plein cintre et au profil légèrement surélevé, révèlent, dans leur parfaite stéréotomie de forme, le même soin que le parement du mur.
La réutilisation des espaces à des fins forestières et pastorales a conduit à la modification de la spatialité intérieure, notamment par la séparation du narthex de la salle.
Dans la zone du presbytère, sur le mur sud de l’église, s’ouvre l’entrée de l’hypogée.
La disposition ecclésiastique est typologiquement similaire à celle des églises bicellulaires à coupole en ligne, même si une série d’indices suggèrent la présence d’une seule cellule à coupole correspondant au sanctuaire et à la descente vers la grotte.
Certaines solutions formelles évidentes comme le plan de l’abside, la grande attention portée à la stéréotomie des formes, la disposition bicellulaire, situeraient l’église de S. Angelo vers le milieu du XIIe siècle.
Des comparaisons intéressantes sont l’église de S. Valentino à Bitonto (XIe siècle), l’église de S. Rocco à Turi (XIIe siècle), l’église d’Ognissanti à Valenzano (1080) ou l’église de Santa Margherita à Bisceglie (1198).