L'església actual de Sant Martí d'Empúries és una bella mostra de l'arquitectura religiosa d'estil gòtic tardà, obra de la primera meitat del segle XVI, concretament, començada a construïr l'any 1507, el dia de santa Margarida. En dóna fe la làpida col·locada a la portalada. Segurament fou concluida el 1538. L'edifici és d'una sola nau amb capçalera poligonal. És emplaçada a la part més alta del promontori de Sant Martí, en un espai prèviament terraplenat, vora el penya-segat de llevant que dóna al mar, situat damunt mateix del fossat del castell medieval d'Empúries i del pany oriental de la muralla defensiva. Les excavacions arqueològiques portades a terme en aquest sector l'any 1995 es van encarregar de demostrar-nos-ho. Aquestes mateixes evidències arqueològiques, però, encara avui no ens permeten afirmar amb seguretat si aquest nou temple fou construït sobre el temple documentat des del segle IX i que sabem que va patir diverses reconstruccions en els segles X i XIII.
L'historiador de l'art, Alexandre Cirici, dóna una gran importància, dins el conjunt del gòtic català, a la façana de l'església d'Empúries que considera “...uno de los más perfectos paradigmas del culto catalán al rectángulo. Se trata de un rectángulo apaisado, como corresponde al deseo de estabilidad -que prefiere la horizontalidad a la verticalidad- pero de un rectángulo que casi se confunde con un cuadrado debido a la tendencia, también constante, a desear la equiparación moderada de los ejes... Pese a su simplicidad la fachada de Empúries no es una obra ingénua. La presencia del arco escarzano en la entrada la situa en el ámbito caballeresco de la baja Edad Media, en el moment de elegancia, cuando ya se habia olvidado el esplendor acumulativo del momento real”
El frontis o façana, amb aparell de carreuada, és rectangular; el seu entorn superior és horitzontal. Sobre la cornisa es drecen, al centre, tres pilastres quadrangulars, que no es clouen en arcades formant així un senzill campanar de cadireta. En els extrems hi han altres dues pilastres rectangulars, més voluminoses.
La portalada i el rosetó semblen molt reduïts, de mida quelcom desproporcionada en el gran pany de mur de la façana. La porta és d'arc apuntat, format per tres motllures a mena d'arquivoltes en degradació. Aquest arc n'emmarca un altra de més baix, de forma rebaixada. Entre ambdós hi queda un espai, a mena de timpà, on s'hi col·locà la làpida commemorativa del segle XVI, darrerament esmentada. Les impostes de les arquivoltes tenien decoració esculpida, actualment molt erosionada.
Sobre mateix de la porta hi podem veure, encastades en el mur de forma decorativa, simètrica, les dues altres làpides. La del segle XIII, làpida sepulcral del sagristà Guillem de Palol, que s'ocupà de reconstruir part del temple, és al centre i a cada costat hi han les dues meitats de la làpida partida, del segle X, que descriuen les obres fetes pel comte Gausbert l'any 926.
Més amunt destaca el rosetó que presenta diversos cercles en degradació i, en la seva obertura, una bella decoració calada, formada per sis motius circulars dins els quals es dibuixen lòbuls i línies sinuoses.
La cornisa, horitzontal,és de secció incorbada. La façana és l'únic mur de l'església construït amb carreus ben escairats; la resta és de pedruscall amb carreus només a les cantonades.
Els murs laterals de la nau són apuntalats per quatre ferms contraforts, dos a cada costat. A migdia hi podem veure dos finestrals de doble esqueixada i arcs de mig punt.
L'absis és de planta semidecagonal amb basament rectangular. En els angles exteriors s'hi adossen contraforts. En el mur del fons posseeix una finesta de doble biaix i arcs de punt rodó.
En el parament, de pedres sense esquadrar, dels murs laterals de la nau i de la capçalera s'hi veuen nombrosos fragments de terrissa hel·lenística i romana.