Църквата е едноабсидна сграда с дължина 11,70 м и ширина 5,70 м. Източната фасада е била наполовина вкопана в земята. Строена е през 1609 г.
Над южната врата стои възпоменателен надпис, който гласи: “През архийерействуването на всесветия митрополит на пресветата митрополия Месемврия господин Киприян и през свещенослужителството на пренабожния всред свещениците господин Агапий, свещенник и сакеларий, бе изписан този божествен храм на пресветата господарка наша, Богородица и вседева Мария, наречена на името на Възнесение, чрез разходите на ….. преблагороден началник господин Теодокий Кападука за полза и душевно спасение на собствената му душа и за утешение на благочестивите и христолюбиви спомагателни мъже и жени... 1609.” Вътре стените са покрити почти изцяло със стенописи. В абсидата е изписана сцената: “Богородица ширшая небес с Младенеца”.
На южната стена са разположени следните композиции: “Кръщение Христово”, “Преображение”, “Възкресение Лазарово”, “Влизане в Йерусалим”, “Измиване на краката”. Под този пояс са изобразени цели фигури на светци: Св. Спиридон, Св. Иван Кръстител, Св.Св. Константин и Елена, Христос Емануил, Св. Анастасия, Св. Екатерина, Св. Матрона и Св. Марина.
На северната страна композициите и фигуралните изображения също са в два пояса. От горния ред са запазени сцените: Възкресение, Неверния Тома, Възнесение, Слизане на Светия Дух, Успение Богородично, Рождество Богородично, Въведение Богородично, Св. Яким и Св. Антон. В долния пояс са изписани фигури на светци: Св. Якоб, Св. Мина, Св. Евстатий, Св. Нестор, Св. Артемий, Св. Прокопий, Св. Теодор Тирон, Св. Теодор Стратилат, Архангел Михаил.
В пода на църквата дълги години се е съхранявала надгробната плоча на византийската принцеса Матаиса Кантакузина Палеологина. Надписът върху нея гласи: “Упокои се рабиня божия Матаиса Кантакузина Палеологина в година 1441, месец ноември, индикт V”. Принцесата е била погребана в Старата митрополия. Надгробната плоча е била преместена в църквата “Св. Спас” от архиепископа от страх турците да не я използват за строеж. Сега плочата е експонирана в археологическия музей.

Макар и без архитектурни достойнства, но с добре запазените си и реставрирани стенописи, църквата “Св. Спас” е ярък представител на работещите по това време в Несебър живописни ателиета.