La facciata, conserva affreschi del Trecento, tra cui una rara trinità trifronte. L’interno presenta colonne con capitelli ionici, soffitto a lacunari dorato e numerosi dipinti e sculture realizzate tra il XV e il XIX secolo, fra le quali opere del Perugino e del Vasari, oltre che le tele con Scene dalla Vita di Gesù, dell’Antico e Nuovo Testamento e il Trionfo dell’Ordine benedettino, dipinte da Antonio Vassilacchis, detto l’Aliense (1592-94).
Nel coro e nelle navate laterali sono affreschi tardomanieristici, mentre il coro ligneo è di scuola lombarda. Al di sotto dell’abside si trova la cripta altomedievale, a pianta circolare, con ambulacro e pareti dipinte con singolari motivi geometrici.
La sacrestia custodisce cinque comparti di predella della grande pala d’altare dell’Ascensione di Cristo del Perugino. Il campanile sorge sulla base del preesistente mausoleo romano e il suo assetto attuale, si deve alla ricostruzione del XV sec. su disegno di Bernardo Rossellino.
Il complesso, di proprietà della Fondazione per l’Istruzione Agraria, è composto da 3 chiostri che conducono all’orto botanico e all’orto medievale, alla Galleria Tesori d’Arte, alla biblioteca e all’archivio, dove sono custoditi libri, codici e manoscritti antichi.