Este monumento é um belo exemplar da arquitetura religiosa românica, gótica, seiscentista e rococó. Santa Maria de Airães é uma Igreja de estrutura românica, orientada, de planta longitudinal, de três naves, cabeceira quadrangular simples e torre sineira adossada à fachada lateral da capela-mor.

Da construção românica inicial, de uma única nave, apenas permanece a cabeceira, de planta retangular coberta por abóbada de berço quebrado, e a parte central da fachada principal, voltada a ocidente.

Esta fachada apresenta um portal com um arranjo similar a outras igrejas da região, inserido em estrutura pétrea pentagonal e saliente à fachada, para que possa ser mais profundo.
Destaque para a existência de volumes escalonados, com coberturas diferenciadas, em telhados de duas e uma água. A fachada principal, escalonada com nave central, termina em empena e pórtico aberto em gablete, com quatro arquivoltas assentes em capitéis, lavrados em motivos fitomórficos, despidas de elementos decorativos, com forma e dimensão que indicam soluções góticas. Já a decoração das bases e dos plintos segue a tendência da região.

Correspondendo a uma antiga fundação, esta Igreja demonstra a aceitação, durante largo tempo, dos modelos construtivos e as soluções decorativas próprios do românico, uma das mais impressionantes características da arquitetura românica do Tâmega e Sousa.
No embasamento da Igreja existem silhares almofadados, de tipologia romana, sugerindo a existência de um edifício dessa época nas proximidades ou mesmo de uma primitiva igreja paleocristã ou suevo-visigótica.

No interior, em resultado de reconstruções sucessivas, as naves estão separadas por arcos de volta inteira, sobre possantes pilares circulares.
Em cada uma das naves existe uma porta e duas janelas e, no topo, retábulos de talha dourada. A cobertura é de madeira, de perfil curvo.
Existe um arco triunfal quebrado de duas arquivoltas, assentes em coluna de capitel esculpido e imposta, e a capela-mor tem na parede testeira uma fresta e um pequeno sacrário. O teto é em abóbada de berço quebrada.