Rappresenta un compiuto esempio di architettura romanica senese. La chiesa, con pianta a croce latina, è ad un’unica navata coperta da un semplice tetto a capanna poggiante su capriate lignee. All'interno, è stata ripristinata la struttura più arcaica, con la demolizione degli altari barocchi che l'avevano ornata fino alla metà del Novecento e sono stati riportati alla luce affreschi quattrocenteschi che ricoprono parzialmente le pareti di pietra. Sull'altare maggiore era stata collocata la pala raffigurante la Madonna col Bambino e i santi Regina, Caterina e Bernardino (oggi spostata sul lato destro), dipinta nel 1635 da Astolfo Petrazzi; per lo stesso altare era stato intagliato e dipinto con Storie del Martirio di santa Regina il gradino ligneo col tabernacolo (oggi conservato in sagrestia), commissionato nel 1632 dal parroco Girolamo Palmieri.
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