L'église de Saint Augustin est l'un des principaux édifices religieux de San Gimignano, grâce au grand nombre d'œuvres médiévales et Renaissance qui y sont conservées. L'église se dresse sur la place au même nom et sa construction remonte aux deux dernières décennies du XIIIe siècle.
Outre sa position adjacente par rapport au couvent de Saint Augustin, l'église est simple à l'extérieur, et est également entourée de maisons. Sa construction en briques mêle des éléments romans et gothiques pour un effet imposant et solennel. Les murs austères sont interrompus par de hautes fenêtres étroites à meneaux sous un arc brisé, tandis que le sommet est traversé sur toute sa longueur par de petits arcs trilobés. La façade présente une seule rosace décorée d'une corniche en terre cuite, et une porte principale, bien que l'entrée de l'église se trouve sur le mur latéral.
La richesse de la partie interne de l’église compense la simplicité austère de l'extérieur. Les murs enduits de la nef unique sont ponctués d'une double rangée d'autels, et décorés de nombreuses fresques médiévales et surtout Renaissance. On peut y admirer des œuvres du XVe siècle de Francesco Fiorentino, Vincenzo Tamagni et Bartolo di Fredi, ainsi que des fresques de Lippo Memmi et une sculpture de Francesco di Valdambrino.
Sur le mur du fond, où se trouve le maître-autel, il y a trois chapelles : on accède à la chapelle principale en passant à travers un arc en plein cintre et les murs, décorés de fresques réalisées par Benozzo Gozzoli, montrent le cycle des Histoires de la vie de Saint Augustin. Les deux chapelles latérales sont au contraire introduites par des arcs brisés. La chapelle de droite est richement décorée, avec un retable représentant la Naissance de la Vierge Marie par Vincenzo Tamagni datant de la première moitié du XVe siècle, mais surtout avec le cycle de la Vie de la Vierge, peint à fresque par Bartolo di Fredi dans la seconde moitié du XIVe siècle. Ces dernières œuvres sont particulièrement remarquables car elles semblent fortement inspirées des fresques qui ornaient à l'origine la façade de Santa Maria della Scala à Sienne : peintes par Simone Martini et la famille Lorenzetti (ces cycles picturaux ont malheureusement été perdus).
La contre-façade de l'église, où se trouve l'entrée, est également ornée de trois arcs symétriques par rapport à ceux qui décorent le mur de fond de l'église. La porte principale, en position centrale, est surmontée d'un arc brisé, tandis que les deux chapelles latérales sont surmontés d’arcs en plein cintre. À gauche de l'entrée, l'espace dédié à San Bartolo présente un intérêt artistique particulier : outre l'autel en marbre réalisé au XVe siècle par Benedetto da Maiano, la chapelle conserve le sol original en carreaux de majolique d'Andrea della Robbia. Les fresques sur les murs représentent d'un côté saint Ambroise, saint Augustin, saint Jérôme et saint Grégoire, et de l'autre les saints Gimignano, Lucie et Nicolas.