CONSTRUIDA EN EXCELENTE SILLERÍA de conglomerado local labrada a hacha, en las que abundan las marcas de cantero, lo primero que destaca en el edificio es la simplicidad y pureza de líneas de su arquitectura, en la que no hay la menor concesión al detalle escultórico, así como la robustez de su fábrica, hecho éste que le permitió resistir, privada de sobrecubiertas, durante más de medio siglo. Se trata de un bello templo de planta basilical, con nave única dividida en tres tramos cubiertos por bóveda de medio cañón -sobre imposta moldurada con listel, nacela y junquillo-, reforzada por fajones doblados sobre responsiones semicruciformes que exteriormente se corresponden con potentes estribos prismáticos. La cabecera, cubierta a menor altura, se compone de tramo recto presbiterial y ábside semicircular, el primero con bóveda de cañón y el segundo con cascarón. Da paso desde la nave a la capilla un extraordinariamente angosto arco triunfal, levemente apuntado y compuesto de cuatro roscas sobre recios pilares, cuya inusual potencia -similar a la de la ermita de Nuestra Señora de Junquera, en La Rioja- sólo en parte se explica por la espadaña que carga sobre él, como en la de Los Barrios de Bureba. Consta esta espadaña de dos pisos escalonados de vanos de medio punto, separados por impostas del mismo perfil que las de la nave y las chambranas de las troneras. En los muros del presbiterio, interiormente -como los absidales- recorridos por dos impostas, la inferior de nacela y sobre la que parte la bóveda de nacela y junquillo, se disponen dos arcos ciegos a modo de ventanas, que se repiten en el paramento exterior del tramo y en los laterales del hemiciclo. En realidad, las únicas entradas de luz las constituyen la saetera rodeada de arco doblado de medio punto -abocinada al interior- abierta en el eje del ábside y el curioso óculo del hastial occidental, por lo que el espacio interior resulta lúgubre, sensación acentuada por lo masivo de la arquitectura. La fábrica parte de un banco corrido con arista baquetonada, sólo apreciable al interior. Al exterior se manifiesta la simplicidad de líneas constructivas mediante el atractivo juego de verticales proporcionado por los contrafuertes de la nave, los que separan el presbiterio del hemiciclo y los escalonados que dividen en tres paños el tambor absidal. Cada una de estas calles en las que divide al muro se corona con dos sencillos canes de nacela que sostienen la cornisa, del mismo perfil. El hastial occidental, de aspecto igualmente tectónico, se remata a piñón y en un breve antecuerpo acoge la única portada del templo. Consta el acceso de arco apuntado moldurado con bocel entre mediascañas y tres arquivoltas de idéntico perfil -aunque hacia el exterior se va atenuando el apuntamiento-, sobre jambas escalonadas rematadas por imposta de listel y nacela. Las dovelas de las arquivoltas muestran las marcas de montaje que sirvieron para numerar la piezas en función del arco al que correspondían, a base de dos rayas la primera arquivolta, tres la segunda y cuatro la tercera. Sobre la portada se abrió un pequeño óculo tetralobulado, abocinado al interior y exterior por cuatro roscas circulares, que trae vagamente al recuerdo al del hastial de San Andrés de Soto de Bureba. Es con este templo y con los cercanos de Los Barrios, Navas, etc., con los podemos relacionar la arquitectura de la iglesia, aunque como ya señalamos, en San Martín hay una buscada renuncia a la escultura que afianza aún más el protagonismo de las nítidas líneas que definen el espacio. Cronológicamente, su construcción debe rondar los años finales del siglo XII o los primeros del XIII. El edificio, otrora abandonado y ruinoso, ha sido recientemente objeto de una cuidadosa restauración, sólo quedando como testigo de su lamentable estado las huellas de humedad en sus bóvedas. En el extremo oriental del casco urbano de Piérnigas, junto al camino que conduce a la ermita de San Martín, se sitúa la ermita de Santa Ana, sencillo edificio de nave moderna y remozado ábside semicircular de mampostería y sillarejo, quizá mimética construcción o vestigio de un templo anterior.