La iglesia es el único edificio que queda en pie de un conjunto monástico hoy desaparecido.

Está declarada como Bien de Interés Cultural (BIC) y es Monumento Histórico-Artístico Nacional desde 1931.

Todo apunta a que quien trabajó en la iglesia fue un taller especializado y organizado, ya fuera muladí, ex-muladí o islámico, procedente de Al-Ándalus.

La iglesia fue construida en la primera mitad del siglo X (entre los años 931 y 937) en el reinado de Ramiro II.

En un entorno aislado y con una población dedicada íntegramente a la ganadería y a las cosechas, el templo se mantuvo prácticamente intocado, sin reformas ni añadidos posteriores que alterasen su estado original.

Sin embargo, su estructura real difiere notablemente al estar compuesta por seis elementos prismáticos, cuatro en el eje principal y dos capillas laterales que forman una cruz sin generar una nave de crucero.

En el interior, destaca por ser una iglesia de ábsides contrapuestos, poco común para la época y circunstancias en las que se encuentra.

Este segundo ábside, orientado al sol poniente y siguiendo una antigua tradición de la arquitectura sagrada, cumplía una función funeraria, ya que en él fue enterrado San Genadio.

Han sido restauradas parcialmente en el año 2004, un proceso que continúa en la actualidad.

En otros casos, las obras se atribuyen a dibujos realizados por los monjes para entretenerse o incluso como reafirmación de la identidad personal.

[11]​ La Cruz de Peñalba es una cruz votiva regalada en el siglo X por el rey leonés Ramiro II a San Genadio en agradecimiento al auxilio recibido del Apóstol Santiago en la batalla de Simancas (año 939) contra Abderramán III.

En 1977, E. González Mercadé reconstruye las cubiertas con cerchas metálicas, consolida la parte alta de los muros y zuncha las bóvedas.