La iglesia de San Mamés, situada en el centro histórico de Magaz de Pisuerga, es un edificio donde se percibe la mezcla de estilo románico del siglo XII y las ampliaciones realizadas a partir del siglo XVI. De la primitiva construcción medieval solo se conserva el ábside y el presbiterio, dos elementos que permiten entender cómo fue el templo original. El ábside, de planta semicircular, presenta un característico tambor articulado en tres paños mediante semicolumnas adosadas que culminan en capiteles decorados con motivos vegetales. Sobre ellos descansa una cornisa sostenida por canecillos esculpidos, algunos de los cuales conservan restos de figuras hoy muy deterioradas.
Cuando en el último tercio del siglo XVI se decidió levantar una nueva iglesia, se mantuvo esta cabecera románica como punto de partida. El resultado fue un templo de tres naves separadas por pilares cruciformes que sostienen arcos de medio punto. La nave central se cubre con bóveda de cañón con lunetos, mientras que las laterales lo hacen con bóvedas de aristas. A finales del siglo XVII se añadieron yeserías barrocas que enriquecieron el interior con un lenguaje decorativo más dinámico.
En el exterior destaca también la torre campanario, construida en gran parte en ladrillo y apoyada sobre la capilla mayor y un pórtico del siglo XVIII que protege la portada renacentista.
