Müqəddəs Məryəm Ana kilsəsinin ərazisi Plovdivdən Smilyana qədər, (orta əsrlərdə Stenimaços) cənuba doğru 2 kilometrlik məsafə boyunca uzanır. Kilsə zamanında güclü müdafiə olunan hal-hazırda isə dağıdılmış vəziyyətdə olan bir hissəsidir. Kilsənin inşa edilmə tarixi ilə bağlı bir neçə fərqli fikirlər var. Beləki kilsənin yaranma tarixi bir çox alimlər tərəfindən XII əsr olaraq qəbul edilsə də, bəziləri kilsənin XI və ya XIII əsrdə yaradılması fikrini qəbul edir.

Kilsənin adı Müqəddəs Məryəm Ana kilsəsi kimi qəbul olunsada, gerçək adının fərqli olduğu düşünülür. Kilsədə ona ithaf olunmuş orta əsr yunan yazısı tapılıb. Bu yazının kilsəyə pul bağışlamış biri tərəfindən də yazıla biləcəyi düşünülür. XX əsrin əvvəllərində tapılan bu yazının bir hissəsində "Petrixin Tanrısının Anası" kimi tərcümə olunan "ή παναγία τῆς Πετριζηώτης" cümləsi oxunmuşdur. Lakin bu ad, əsas kilsəsinin () adı idi və kilsəyə pul bağışlayan adamın kilsənin adını çəkmədiyinə, sadəcə monastır ilə kilsənin əlaqələri göstərməyə çalışdığına inanılır.

XX əsrin əvvəllərində Müqəddəs Məryəm Ana kilsəsi həm etnik yunanlar, həm də bolqarlar tərəfindən dini mərasimlər keçirtmək üçün istifadə olunurdu. 1899-cu ildə yunanlar burada izdihamlı bir tədbir keçirirlər, bundan bir müddət sonra bolqarlar da yunanlarla müqayisə oluna biləcək şəkildə bir mərasim keçirirlər. Bu mərasimlər bir nəfərin tərk edilmiş kilsənin yanından keçərkən kilsədə işıqlar görməsini və səslər eşitməsini deməsindən sonra olmuşdu. Hər iki mərasim gecə kilsədə ilə sonlanırdı.

1904-cü ildə zəlzələ nəticəsində dağıntılara məruz qalan kilsə, 1936-cı ildə rəhbərlik etdiyi komanda tərəfindən bərpa olundu. 2008-ci ildən etibarən kilsə ibadət yeri kimi fəaliyyət göstərir.

Müqəddəs Məryəm Ana kilsəsi 18 m uzunluğunda, 7 m enində və 12 m hündürlüyündədir (başqa bir məlumata əsasən 15 m). Kilsənin divarları bir-birinə bərkidilən daşlardan və üç mərtəbəli kərpic hörgüdən ibarətdir. İstisna yalnızşimal divarındadır. Beləki bu divar demək olar ki, tamamilə daşlardan tikilmişdir və yalnız bir mərtəbəli kərpic hörgüsü vardır. Divarların qalınlığı 0.85 m ilə 1.15 m arasında dəyişir.

Kilsə iki mərtəbədən ibarətdir, üst mərtəbə kilsə və liturgiya yeri kimi istifadə edildiyi halda, aşağı mərtəbənin nə üçün istifadə olunduğu bilinmir. Kilsənin qayalıq ərazidə yerləşdiyi üçün alt mərtəbənin tikilməsinin vacibliyi barədə bəzi fikirlər var. Digər fikirlərə görə isə bura bir məzarlıq və ya anbar kimi istifadə olunmuşdur. Bu kilsəyə bənzər kilsələrin alt mərtəbələrinin məzarlıq olaraq istifadə olunmasına baxmayaraq, kilsənin alt mərtəbəsində insan qalığı rast gəlinməməsi buranın anbar kimi istifadə oluna biləcəyi fikrini təsdiqləyir.

Kilsənin uzadılmış bir nefi vardır. Şərq hissəsi bir qübbə və yarım qübbə ilə əhatə olunmuşdur. Qübbə şimal və cənubdan tağlarla, şərq və qərbdən isə tağlarla əhatə olunub. Yarım qübbənin xarici beş bucaqlı, daxili isə dairəvidir. qərbində , və əhatə edən üç tağın olduğu müqəddəs yer vardır. Sankturai iki sütun vasitəsilə nefin qalan hissəsindən ayrılmışdır. Cənub divarı və yarım qübbə üç tərəfindən əhatə olunub. Kilsənin girişi cənub divarının üzərindədir. Kilsədə cəmi 16 pəncərə vardır: üçü yarım qübbədə, biri cənub divarında, dördü şimal divarında və biri də narteksin üzərindədir.

Nefin qərb hissəsində, üzərində qeyri adi qüllə olan bir narteks vardır. Qüllənin zəng qülləsi, müşahidə qülləsi və ya hər ikisi kimi istifadə olunması ilə bağlı fikirlər var. Bu qüllədən istifadə etmək üçün həm içəridən, həm də çöldən taxta nərdivanlar quraşdırılmışdı. Üst hissədə dörd geniş tağlı pəncərə və dam örtüyü ilə örtülmüş düzbucaqlı qübbə vardır.

İncəsənət tarixçisi Robert G. Austerhota görə, Müqəddəs Məryəm Ana kilsəsinin qülləsi kilsəyə sonradan əlavə olunmuş və Balkan memarlığındakı narteksin üzərində inşa edilmiş bir zəng qülləsi nümunəsidir. Sonralar bu dizayn şəklindən Balkan yarımadasında daha geniş istifadə olunmağa başlanılıb. Sonradan əlavə olunan qüllə dizaynı həm qərbi avropa, həm də şərq (Suriya) kilsə memarlığına öz təsirini göstərmişdir.

Kilsənin xarici görünüşü "harmonik", "zərif" və "mütənasib" təsvir edilmişdir. Müqəddəs Məryəm Ana kilsəsinin xarici hissəsi çox gözəl bəzədilmişdir. Orta əsrlər bolqar memarlığında istifadə olunan bağlayıcı tağlara cənub fasadı və qübbə üzərində rast gəlmək mümkündür. Cənub divarındakı geniş tağ alt və üst mərtəbələri bir-birilə əlaqələndirir. Yarım qübbə xüsusilə zəngin bir şəkildə bəzədilmişdir. Uzun kərpic sıralarından əlavə, yuxarı hissədə qırmızı kərpiclərdən hazırlanan üçbucaq formalar və qəfəs formaları da vardır.

Kilsənin üst mərtəbəsində, daha çox daxili dizaynda freskalardan istifadə olunmuşdur, bundan əlavə bağlayıcı kəmərlərdən birinin üzərində divar rəsmi izləri vardır. İçəridə "", "", "" və "İsanın çarmıxa çəkilməsi" rəsmləri vardır. Müqəddəslərin portretləri arasında Vəftizçi İohann, Müqəddəs Pyotr, Həvari Pavel, I Konstantin, Elena və portretləri vardır. Döyüşən müqəddəslər cənub divarı, rahiblər isə şimal divarı üzərində təsvir ediliblər. Qorunan freskaların hamısı XIV əsrə aiddir və incəsənət nümunələridirlər. Freskaların bütün altyazıları orta əsrlər yunan dilindədir.