La chiesa, frutto dell'ampliamento del IX secolo di un precedente edificio diaconale, ed in seguito più volte rimaneggiata, sorge nei pressi del cosiddetto arco di Giano e immediatamente accanto all'arco degli Argentari, nella piazzetta della Cloaca Massima, non lontano dal luogo in cui la leggenda colloca il ritrovamento dei gemelli Romolo e Remo da parte della lupa.

La facciata della chiesa è a capanna, con paramento murario in intonaco color arancione. In basso, è preceduta dal portico, ricostruito dopo l'attentato del 1993. Esso è sorretto da quattro colonne ioniche e, agli angoli, da quattro pilastri del VII secolo.

L'interno è asimmetrico, più largo in corrispondenza della facciata e più stretto nel fondo, ed è a pianta basilicale, con tre navate separate da file di archi a sesto acuto poggianti su colonne di spoglio in marmo scanalato, di pavonazzetto e granito bigio, ed abside semicircolare in corrispondenza della navata centrale. Il soffitto della navata centrale fu dipinto da Francesco Avalli.

L'altare maggiore è una costruzione paleo-cristiana del VII secolo. L'abside, rialzata rispetto al piano pavimentale e riservata al clero, presenta un affresco, molto restaurato, raffigurante Gesù Salvatore fra i Santi Giorgio, Maria, Pietro e Sebastiano, opera inizialmente attribuita a Giotto che l'avrebbe eseguita nel 1298, ma che l'Hermanin rivendica a Pietro Cavallini. Nella navata di sinistra vi sono frammenti del paliotto e di un recinto presbiteriale, opera bizantina dell'epoca di papa Leone II e di un pluteo dei tempi di Gregorio IV.