La facciata in stile romanico-lombardo, presenta uno splendido rosone in cemento e graniglia, il portale a smusso lunettato e ornato da colonnette e cornici ad arco; l’alto frontale mediano culmina in eleganti archetti e fregi a punta di sega inseriti nella elegante cornice finale sormontata dalla Croce. Ai lati del portale sono presenti due nicchie con due statue raffiguranti i santi medici aggiunte nel 2009.

In fondo al fianco destro si profila snello l’elegante campanile cuspidato alto 20 metri. Intorno alla chiesa corre uno zoccolo in travertino con modanatura molto semplice e, per rialzare e vivacizzare le superfici murarie, tra una finestra e l’altra sporgono lesene, le quali con le cornici che corrono lungo il tetto e le modanature dello zoccolo inquadrano le finestre a tutto sesto delle navate laterali e gli oculi di quella centrale.

L’interno è a tre navate su pilastri ed archi di austera semplicità e termina con abside poligonale con due monofore; la navata destra termina con un altare minore; sulla controfacciata, sopra il bussolone d’ingresso, è presente una cantoria; il soffitto è a volta a crociera, le pareti sono intonacate e il pavimento in onice a due colori.

Il rivestimento esterno, in mattoni della locale fornace, voluto per impedire agli elementi atmosferici la corrosione del pietrame in arenaria utilizzato per le mura perimetrali, dà all’insieme della costruzione maestosità e gentilezza.

L’aspetto esterno della chiesa, nella sua struttura, è rimasto invariato dall’epoca della sua costruzione; l’unico intervento apportato successivamente è stata la realizzazione della composizione in ceramica raffigurante i due Santi titolari posizionata nella lunetta del portale nel 1934, opera del ceramista ascolano Mario Riga.

Al suo interno troviamo una grande tela rappresentante i Santi Patroni realizzata nel 1948 da Pietro Gaudenzi ed alcune tele provenienti dalla chiesa di San Francesco, affidati temporaneamente alla parrocchia.
All’ingresso della chiesa una targa posta nel 1948 ricorda la consacrazione della popolazione venarottese al Cuore Immacolato di Maria e il suo auspicio alla pace.