Di fondazione medievale, era annessa al convento benedettino di San Martino, nel quale si installarono, forse nel 1401, i frati minori conventuali, che vi rimasero per oltre 400 anni, fino alla prima metà del XIX secolo. Si trova in posizione periferica, sul lato occidentale del paese, addossata alle mura sul versante mare.
La chiesa è priva di una facciata vera e propria; si entra da una piccola porta laterale che si apre nella semplice parete in pietra calcarea e trachite, decorata da quattro arcate cieche. Si capisce subito che l’edificio è frutto di varie ricostruzioni, con elementi decorativi gotici e rinascimentali, a cui si aggiungono gli evidenti interventi più recenti. Ha un’unica navata, con un presbiterio sopraelevato che accoglie l’altare maggiore ottocentesco, dove sono collocate, in nicchie, le statue di san Francesco e sant’Antonio da Padova. Al centro, il mezzo busto dell’Ecce Homo, La Pieddai.
Oltre un arco a sesto acuto, nella cappella del Santissimo, con volta a crociera, si trova uno dei crocefissi più antichi dell’isola, Lu Cristu Nieddu o Cristo Nero. Il crocefisso in legno di ginepro brunito dal tempo (da cui l’appellativo) risale all’inizio del XIII secolo ed è incassato in una nicchia di un altare di legno intagliato policromo del XVIII secolo. Oggetto di speciale venerazione, era portato in processione per scongiurare ogni genere di evento funesto.
Dal XVII secolo la chiesa è sede della Confraternita dell’Oratorio della Santa Croce, i cui membri sono depositari del repertorio di canto tradizionale che anima le celebrazioni della Settimana santa, o Lunissanti, che proprio dalla chiesa hanno inizio il lunedì successivo alla Domenica delle Palme.