Kościół zbudowany z kamienia – drobnoziarnistego piaskowca górnokredowego, usytuowany jest na płaszczyźnie wznoszącej się od 231,50 do 232,30 m n.p.m. Od wczesnego średniowiecza rozciągał się wokół niego obwiedziony murem cmentarz. Świątynia była otoczona fosą. Po 1945 teren wokół kościoła nosił nazwę Placu Zwycięzców. W średniowieczu kościoły chrześcijańskie budowane były wzdłuż osi wschód-zachód, zaś kościół złotoryjski usytuowany jest na osi północny wschód (prezbiterium) – południowy zachód (portal główny). 

Obiekt budowano etapowo i jak podają źródła - koncepcję całości oraz fragmentów zmieniano przynajmniej dwa razy. Najpierw powstały fundamenty części wschodniej i nawy poprzecznej (transeptu), które planowano zakończyć do wschodu trzema półkolistymi apsydami, lecz gdy fundamenty podniosły się powyżej poziom terenu, koncepcja została zmieniona i nadano absydzie prezbiterium formę pięciokątną.  Pozostałe dwie absydy u ramion transeptu nabrały półkolistych kształtów. Prezbiterium przykryto sześciodzielnym sklepieniem żebrowym. Niskie arkady, świadczą o tym, że początkowo planowano wznieść kościół typu bazylikowego. Do światyni prowadziły dwa portale w transepcie. Takie wejście było bardzo oryginalnym rozwiązaniem. Około roku 1270 patronat nad kościołem objął rycerski Zakon Joanitów, którzy przez wieki mieli ogromny wpływ na rozbudowę i renowację kościoła.

Od początku istnienia kościoła jego patronką była Święta Maria. Prawdopodobnie w średniowieczu świątynia otrzymała, dzięki Joannitom, drugiego patrona, którym został św. Michał. Wzmianka na jego temat znajduje się w przekazach z XII w, lecz nie ustalono czy obie te postacie patronowały świątyni. W kościele możemy zobaczyć, jedyny wizerunek patronki, który znajduje się na sklepieniu kościoła.

Prace związane z drugiem etapem budowy wznowiono zgodnie z nową koncepcją, w której planowano wznieść kościół halowy.

W budowli widoczne są wpływy westfalskie (np. rozeta w transepcie), jak również wpływy turyngeńsko- saskie lub heskie. Można zauważyć, iż w kościele są niejednakowe kształty laskowań w oknach elewacji.

Trzeci etap budowy wiązał się z dostawieniem pozostałych przęseł i filarów korpusu, wzniesieniu portalu głównego oraz jednej zachodniej wieży, której kształt nie jest znany. Świątynię przykryto sklepieniem krzyżowo-żebrowym. W epoce renesansu i reformacji  wykonano istotne zmiany architektoniczne w świątyni.

Kościół posiada dwie wieże - wschodnią 67 m (zegarowa), wzniesiona po 1482 r. obecnie pełni funkcję widokowej. Wieża zachodnia odbudowana była w latach 1914-17, hełm wieńczy wiatrowskaz z herbami Niemiec i Austro-Węgier.