El templo comienza a levantarse por los pies, como la catedral de Sevilla, referente para todas las iglesias tardogóticas que se construyen luego en la provincia de Cádiz.
Consta de tres naves con alzado y ensanche en la central, así como en el crucero y en la capilla mayor, que se cubre con una bóveda plateresca finamente labrada.
Sin fuentes documentales muy precisas, se atribuyen a Francisco Rodríguez Cumplido sus trazas y primeras direcciones de obra, al que seguirían arquitectos y maestros mayores como Ginés Martín de Aranda y Bartolomé Sánchez, entre otros artistas, en general asociados a los círculos constructivos de Sevilla y Jerez de la Frontera.
La capilla bautismal, de bella bóveda estrellada renacentista, conserva una pila de alabastro con inscripción del obispo Oliverio Carafa, que dirigió la diócesis entre 1501 y 1509.
[cita requerida] Se trata de una monumental y minuciosa obra de talla dorada y policromada, obra de varios autores entre los que destacan Roque Balduque (1559), Juan Bautista Vázquez el Viejo (1575) y el decorador Miguel Vallés (1584).
Tiene una única planta; está adosado a la fachada lateral izquierda del templo hacia la cabecera, y presenta una sola fachada a la plaza.