L’église, construite sur un promontoire dominant la vallée de la Vieille à la place d’une église romane, date de 1480. Les portails et vitraux sont de style gothique flamboyant. Les boiseries datent de 1695, l’intérieur a été restauré en 1840 et l’agrandissement de l'église a été réalisé en 1847.
Elle se compose d'une nef flanquée de chapelles reliées entre elles par des arcades en cintre brisé. Chacune des chapelles est éclairée par de grandes ouvertures gothiques ayant permis la mise en place de vitraux historiés : Chapelle dédiée à la Vierge Marie, Chapelle Sainte-Barbe, Chapelle Saint-Jean-Baptiste, Chapelle Saint-François-de-Sales, Chapelle de la Vierge, Chapelle Saint-Philibert avec une grande toile peinte en 1646 représentant une Crucifixion, classée aux Monuments Historiques, Chapelle du Sacré-Cœur, Chapelle Sainte-Philomène.
L'autel monumental du chœur est en marbre. La nef, quant à elle, est dallée de pierres gryphées du fait des coquillages apparaissant en blanc sur la couleur grise.
Le clocher a une forme de tour carrée coiffée d'un toit à deux pans (en bâtière). Aux 4 angles des gargouilles ailées et, au sud, une petite tourelle laissant supposer l'accès à un ancien chemin de guet. Les 4 faces sont percées de baies jumelles sans décor. Il abrite 4 cloches dont l'une date de 1596. La façade ouvre par 3 portes dont la principale est surmontée d'une sculpture en forme de chou que l'on retrouve souvent dans les décors en Bourgogne. Une baie en ogive gothique la domine. Sur la pointe du pignon une Croix ornée d'une couronne d'épines sur un cercle rayonnant.
L'abbaye de Couches a donné naissance à la paroisse dont les Bénédictins furent les premiers curés. Ils la mirent sous le vocable de SAINT MARTIN , évêque de Tours (316-396), populaire dans cette région depuis le miracle que ce saint avait opéré dans la région éduenne. Miracle qu'il accomplit au Mont-Beuvray en faisant s'écrouler le temple élevé aux divinités païennes sur ce lieu, par le seul pouvoir de ses prières, selon la légende.
