Kyrkan är en korsformad timmerkyrka, nära besläktad med stadskyrkan i Torneå som uppfördes samtidigt. Byggnaden kröns av en takryttare som från början inrymde klockorna.

År 1727 byggdes klockstapeln av bonden Anders Staffansson. Redan året därpå ombyggdes den av byggmästaren John Ersson.

Interiören pryds av en storslagen altaruppsats i renässansstil som omkring år 1700 inköptes från Maria Magdalena kyrka i Stockholm. Predikstolen är snidad av Nils Jacobsson Fluur 1702.

Kyrkan är den enda byggnad som finns kvar sedan stadens tidiga historia. När Piteå brändes 1721 under kriget mot Ryssland utplånades hela stadsbebyggelsen på Häggholmen. Kyrkan låg däremot på fastlandet och undgick därigenom att bli lågornas rov. Det berättas även att ryssarna använde den som nattkvarter och stall och att det var därför som den skonades.