La Iglesia, la Casa sacerdotal y la biblioteca forman el complejo llamado Real Seminario de San Carlos. Fachada es una portada-retablo barroca del 1678.

la preside la figura en piedra de la Inmaculada de Gregorio de Messa. Torre. aneja al conjunto, de mediados del siglo XVII. Iglesia, nave única de estilo gótico levantino. Cabecera poligonal, capillas con contrafuertes.

Las naves y capillas se cubren con bóveda de crucería estrellada con claves doradas, Sobre las capillas hay un triforio cubierto con bóveda de crucería estrellada. Ventanales geminados con arco de medio punto, arropados por arco conopial. Son tardoplaterescos. Retablo principal realizado entre los años 1595 y 1599 por el escultor aragonés Juan Miguel Orliens.

En el año 1723 toda la Iglesia sufre un cambio sustancial de aspecto al añadírsele una profusa y suntuosa decoración que se inicia en el altar mayor y que poco apoco abarca todo el templo. El material es de madera dorada. El director del cambio es el hermano jesuita de Calatayud Pablo Diego Ibáñez, le ayuda el estucador Francisco Ventura.