La iglesia de Santa María de Mixós es de planta basilical (originariamente, de tres naves separadas por arcos de herradura) y con tres ábsides, los laterales rectangulares y el central cuadrado, con una ventana cada uno. En su fabricación se observan diferencias entre los perpiaños de menor tamaño y asentados en un podio y los más voluminosos del resto del templo; en los muros laterales se observan  modillones que quizás fueran los soportes de la tribuna que se asentaría sobre una pequeña cámara, restos del antiguo cenobio. Influencias de estilo asturiano,  visigótico,  mozárabe en una iglesia  prerrománica del siglo X.

En el interior, aparecen dos aras de época romana que sirven de base para el altar mayor y pinturas del siglo  XIII y  XIV, que representan al Padre eterno sosteniendo a su hijo en la cruz.

En sus orígenes inciertos aparece como un cenobio que fue donado al monasterio  Celanova pasando a manos de los condes de Monterrei en el siglo  XVI. Fue reconstruida en los siglos  XV y  XVI y hasta el siglo  XIX fue parroquia, quedando como capilla anexa la sede parroquial de San Mamede de  Estevesiños desde ese momento.

Tiene consideración de BIC (Bien de Interés Cultural) como monumento histórico-artístico nacional, desde 1931.