De estilo prerrománico o asturiano en su origen, ha llegado hasta nuestros días con numerosas modificaciones. Parece que se trató de una basílica de tres naves, separadas mediante columnas y aún conserva el pórtico con dos compartimentos laterales con las subidas al coro.

Cuenta con bóvedas de hormigón y contrafuerte de sillerías con estrías y capiteles con imitación de orfebrería. La cabecera actual, románica, puede fecharse en los Siglos XIII y XIV.

En San Miguel de Lillo destaca la originalidad de su decoración escultórica con animales, figuras humanas, elementos geométricos, además de las escenas de circo talladas en las jambas de la puerta de entrada.