La collégiale Notre-Dame de Morthemer est une église romane des XIe et XIIe siècles, crypte du XIVe siècle. C'est un édifice complexe. L'église était, autrefois, intégrée au château. Elle possède une nef unique de cinq travées. Le transept est dissymétrique. Le chœur est en hémicycle et il surmonte une crypte.
La crypte et le sanctuaire appartiennent à une première campagne de travaux datant du XIe siècle. Une deuxième campagne a lieu au XIIIe siècle qui voit la construction du transept, du clocher, et des voûtes de la nef. Le style gothique Français apparait à ce moment dans l'église qui est alors devenue une collégiale. L'édifice a été fortifiée au XIVe siècle. Elle a été restaurée au XIXe siècle.
Le clocher- porche est surmonté d'une flèche en pierre.
La crypte est à trois vaisseaux et elle a la particularité d'abriter des peintures murales de style gothique datant du XIVe siècle. La peinture représente un Christ en Majesté sur la voûte et une Vierge à l'Enfant sur le mur est. C'est une bonne illustration du développement du culte de la Vierge à partir des années 1200. Le fond quadrillé est symptomatique de l'influence d'autres arts sur la peinture du Moyen Âge tels que les enluminures ou le vitrail. Les peintures ont été découvertes en 1978.
La collégiale abrite deux enfeus des XIVe siècle ainsi qu'un gisant de Renée Sanglier, épouse de Mathurin Taveau, seigneur de Morthemer avant 1512. Belle Vierge à l'Enfant en bois polychromé du XVIIe siècle.
L'église est classée Monument Historique depuis 1908.
