El edificio se halla emplazado en las afueras de la localidad. Para llegar a él es necesario cruzar a la otra ribera del río Cámaras por el puente de la carretera que conduce a Moyuela. Desde la ermita se tiene una impresionante vista de toda la ladera que ocupa Azuara. Según Madoz, este templo sería la antigua parroquia de la localidad, ya que el primitivo núcleo habitado estaría asentado en lo alto del cabezo próximo a su parte meridional. Como veremos, sus dimensiones no se corresponden con las apropiadas para la iglesia principal de una población de cierta relevancia. Tras la etapa románica de su construcción se han llevado a cabo algunas modificaciones que han variado su apariencia y configuración. En el lado norte del presbiterio se abrió el muro original para añadir una capilla de la que actualmente se aprecia la fábrica en ladrillo bajo la decoración pictórica desaparecida. Puede que esta actuación destruyera un hipotético vano románico del lado norte del presbiterio, que formaría pareja con su homólogo del lado sur. Por otro lado, rodeando el perímetro de la ermita, cualquiera puede apreciar que el último tramo de la nave se hundió, sin duda debido a la inestabilidad del terreno cercano al río. El interior de este tramo se ha cerrado como si se tratara del final de la nave, pero al exterior se ha mantenido a la vista el perfil del arco fajón que lo separaba del tramo anterior, al igual que una parte del muro sur que todavía conserva la imposta que recorre la totalidad del perímetro interior. Estamos ante un sencillo edificio de nave única, canónicamente orientado y compuesto de tres volúmenes claramente definidos: ábside semicircular, amplio presbiterio y nave rectangular de tres tramos, aunque en origen contara con uno más, tal como se ha explicado. Sus medidas actuales alcanzan los 16,90 m en el eje este-oeste y 5,60 m de anchura de la nave, lo que evidencia las aspiraciones modestas de la fábrica original, en la línea de muchas construcciones del románico rural poco ambiciosas. Antes de que se viniera abajo el último tramo, el interior de este templo llegaría a medir algo más de 20 m. Cuenta con un acceso en su lado sur y dos vanos de iluminación en la cabecera, uno centrado en el ábside y otro en la parte meridional sur del presbiterio. Los tres tramos de la nave se cubren con bóveda de medio cañón apuntada, reforzada con arcos fajones igualmente apuntados. El presbiterio lo hace a su vez mediante bóveda de medio cañón, siendo el arco triunfal de medio punto y el cilindro absidal con bóveda de cuarto de esfera. A pesar de que el exterior aparece revocado en cemento y en el interior apenas quedan pequeñas zonas sin revestimiento pictórico, se aprecia en ellas la primitiva estructura de la ermita, compuesta por mampostería en su mayor parte. Las esquinas, ventanas, molduras y portada se ejecutaron en piedra sillar que permanece a la vista. En algunos de estos sillares, concretamente en las hiladas inferiores de la parte interior del que sería el primer arco fajón original, actualmente al exterior de la ermita, aparecen varias marcas de cantero en forma de T. El acceso al interior de la ermita se realiza por su muro meridional, a través de una portada de cierta sencillez situada en su segundo tramo. El vano queda enmarcado por tres arquivoltas en gradación, sostenidas por cuatro columnas (dos a cada lado) de fuste cilíndrico y capiteles decorados. El número de baquetones que perfilan estas arquivoltas aumenta de interior a exterior, siendo de baquetón simple la primera, de doble baquetón la segunda y triple el de la tercera. La chambrana exterior también está moldurada mediante baquetoncillos y escocia. La arquivolta interior apea sobre montantes con cimacio de molduración cuidada, que se prolonga por encima de los capiteles. Las esquinas de los montantes y de los ángulos a los lados de las columnas fueron redondeadas y remarcadas con incisiones verticales, como en otros edificios tardorrománicos. Los capiteles recibieron una sencilla decoración basada en formas vegetales a base de hojas lisas, volutas, palmas y bolas. Los dos del lado oeste y el exterior del lado este siguen un diseño muy semejante, derivado de uno de los más frecuentes en el tardorrománico hispano: grandes hojas de esquina de contorno remarcado que se adornan en su frente con un motivo vegetal (en este caso predominan los tallos terminados en volutas, aunque también los hay culminados en bola); el cordón que marca los rebordes se prolonga en el centro de cada cara dibujando tallos dobles rematados en volutas. El capitel interior oriental es diferente, con palmas de grandes lóbulos hendidos y resalte axial. Los cuatro incorporan dados en esquinas y centro del ábaco, como tantos otros del románico final. Los elementos restantes de las columnas, concretamente fustes y basas, son fruto de restauraciones modernas. La portada queda realzada en un cuerpo ligeramente adelantado unos 15 cm respecto al muro de la nave, que mide 4,35 m de anchura, siendo su vano de 1,70 m. Todo el conjunto está protegido por un pequeño tejadillo sostenido sobre ocho modillones, algunos de ellos con decoración a base de baquetones o rollos escalonados en su curva cóncava, y otros con diversas formas geométricas. La cabecera está compuesta por ábside semicircular y presbiterio, ambos con volúmenes diferenciados al exterior. Una moldura de piedra recorre todo su perímetro al nivel de las impostas de los ventanales. El semicilindro absidal cuenta con zócalo culminado en rebaje oblicuo. A lo largo de todo el alero de la cabecera se distribuyen una serie de canecillos similares a los descritos en el tejadillo de la portada, que sustentan la cornisa. Existen dos ventanas con arco de medio punto de similares características. Una está centrada en el ábside y otra en el lado sur del presbiterio. Ambas cuentan con derrame hacia el interior y una configuración aspillerada al exterior. El arco de medio punto externo está tallado en el sillar superior que actúa como dintel. Éste a su vez apoya sobre una imposta biselada, bien definida en ambos intradoses y que se prolonga tanto en la cabecera como en la nave, en el interior y el exterior. Esta peculiar molduración de la ventana, así como la forma de la losa horizontal que constituye su alféizar y el hecho de que la moldura que recorre el muro en el interior y en el exterior quede justo a la altura del arranque de la curvatura del vano, en vez de por encima, lleva a concluir que se adoptaron algunas soluciones parciales de diseño habitual en época tardorrománica, incorporadas a una construcción en que predominan las fórmulas de tradición rural. La proximidad geográfica con la ermita de Nuestra Señora de Allende en Moyuela y la eventualidad de que la cercanía formal entre una y otra esté causada por la influencia que San Nicolás de Azuara pudo haber ejercido sobre aquélla, nos llevan a considerar la posibilidad de que los cuatro modillones que aparecen en la fachada sur, sobre el conjunto de la portada, pudieran haber servido de soporte para el tejado de un pórtico, similar al existente en la ermita de Moyuela y del que, en este caso, no ha quedado ninguna constancia documental. En las proximidades de la ermita de San Nicolás y bajo sus cimientos se han encontrado numerosos restos de enterramientos, algunos de ellos medievales y uno musulmán. Se trata del sepulcro de Nasar (hijo de Abderramán III, emir y califa que revitalizó el reino cordobés) que apareció a principios del siglo XX. Contiene en su lápida funeraria el texto en caracteres árabes más largo encontrado en Aragón, con la fecha de su muerte: agosto de 1011. Otro valor añadido a la construcción románica lo podemos encontrar en la interesante decoración pictórica de los muros de la cabecera. Tanto el ábside como el presbiterio se hallan ornamentados con pinturas góticas del siglo xiv ya algo avanzado. Las escenas remiten a la vida y pasión de Cristo. Este conjunto pictórico se encuentra en diversos estados de conservación ya que, mientras las pinturas que decoraban el ábside casi han desaparecido, las del presbiterio y el arco triunfal aún mantienen visible su trazo y colorido. La morfología del edificio y las similitudes estructurales con otras construcciones de su entorno nos permiten situar la fábrica tardorrománica en las primeras décadas del siglo xiii, tratándose de una obra que acusa la asimilación parcial de detalles que perdurarán en la arquitectura gótica. Formas y esquemas compositivos pertenecen al repertorio habitual del románico tardío de carácter rural que aparece en muchas localidades del sur del río Ebro.