L'église est située au coeur du hameau de Chasteuil sur un terrain présentant une légère déclinivité nord-sud. L'édifice présente un plan rectangulaire orienté à chevet plat. Il se compose d'une nef à travée unique avec une voûte en berceau plein-cintre et d'une sacristie du côté sud, accolée à la maison voisine. Le choeur est délimité à l'extérieur par un contrefort venant s'appuyer sur la façade nord et la sacristie s'achève au sud-est par un mur en arc de cercle percé d'une baie rectangulaire sans verre. Sous cette baie, une ouverture a été réalisée. Cette dernière, sans porte, donne accès à une remise située partiellement sous la sacristie. Le mur ouest de la sacristie présente un oculus sans verre. Les murs de l'église sont en moellons et pierre calcaire partiellement recouverts d'un enduit soit au ciment soit au gypse avec présence d'un chaînage d'angle en pierre de taille grossière. Des pierres de taille constituent l'encadrement de la porte en arc en plein cintre à laquelle on accède par quatre marches. L'édifice est couvert d'un toit à longs pans superposant tuiles creuses mécaniques sur tôle ondulée en fibro-ciment. Une rangée de génoise court le long l'édifice. La façade en pignon s'organise autour d'un axe central comprenant une porte à deux vantaux et tympan en arc en plein cintre en bois peint, un oculus sans verre et un clocher-mur à deux baies en plein cintre, coiffé d'un toit à deux pans. Chacune des baies abrite une petite cloche. L'intérieur est éclairé par l'oculus et par deux baies en plein cintre sans verre du côté sud de la nef. Deux niches se faisant face sont aménagées dans les murs nord et sud de la nef. A droite en entrant, un escalier tournant en maçonnerie donne accès à une tribune dont le plancher en bois résineux a été refait récemment. Les fonts baptismaux maçonnés ont été aménagés dans le creux formé par le retour de l'escalier. Deux marches font la transition entre nef et choeur. Dans le choeur, la vôute a été récemment refaite. Une ouverture côté sud, donne accès à la sacristie dans laquelle des marches mènent à la chaire à prêcher adossée au mur sud, à la jonction entre nef et choeur. Les murs sont en molasse avec mortier et enduit épais au plâtre peint polychrome (lacunaire). Le sol est cimenté. Le cimetière se trouve à l'arrière de la sacritie ; on y accède par un petit portillon en bois.