La Iglesia es de estilo románico tardío del siglo XIII.

Hubo una reforma en el año 1536, por lo insuficiente de la Iglesia para dar cabida a los fieles. Se empezaron las obras de ampliación que consistieron en un crucero, la Capilla Mayor, el Campanario y el Coro. Reforma que fue proyectada por Covarrubias. La Iglesia tiene forma de Cruz latina.

En la bóveda central hay 4 pechinas, con un cuadro cada una. Los entendidos creen que puede tratarse de una obra de Claudio Coello.

El Retablo Mayor es una obra de Churriguera. Está dorado a fuego con pan de oro. Imagen del titular: Santo Tomás Cantuariense y a los lados las esculturas de San Pedro y San Pablo.

En la Capilla de la Soledad está el Cuadro de San Pedro y San Pablo, pintado por un discípulo del Greco: Juan Correa de Vivar. En el arte cristiano San Pedro y San Pablo suelen aparecer asociados, porque son considerados los creadores del cristianismo. San Pablo porta una espada como símbolo de su martirio (murió decapitado). Muestra unas facciones rígidas y angulosas. San Pedro es cabeza de la Iglesia. Sostiene una llave. Simboliza el poder que le confirió Cristo de atar y desatar en la tierra y en el cielo.