La chiesa sorge su un pendio collinare dal quale si domina l'arco del Golfo degli Angeli, in una zona di intatta bellezza naturale. L'edificio è attualmente composto da un'aula rettangolare, con orientamento E-W nei suoi lati maggiori, cui si accede da un porticato sito sul fianco Nord. Simmetricamente al portoncino d'accesso, e quindi sul lato Sud, un grande arco introduce al presbiterio, coperto da una cupola a calotta ed ampliato nella superficie utile da tre nicchie aperte nei muri perimetrali. Dalla semplice analisi dell'attuale svolgimento planimetrico, risulta quindi chiaramente essere stata la chiesa originariamente, e correttamente da un punto di vista liturgico, orientata sulla direttrice E-W e solo successivamente essersi modificato tale orientamento sull'asse N-S, come ovvia conseguenza dell'edificazione del corpo cupolato in cui è ora ospitato il "luogo sacro" presbiteriale. Nell'analisi delle strutture e della genesi della chiesa, il fianco Ovest occuperà allora un posto di rilievo: tralasciando per ora i particolari decorativi, notiamo essere presente, su tale fianco, un portale a tutto sesto, con architrave ed arco di scarico ancora ben visibili, fiancheggiato da due lesene che dividono l'alzato in tre specchi: si tratta dunque dell'originario prospetto della chiesa (ora purtroppo soffocato da un portichetto posticcio, addossato ala facciatina per tutta la sua lunghezza) cui doveva senza dubbio corrispondere il vano absidale sull'opposto lato corto, secondo l consueta tipologia planimetrica normativa del romanico pisano e comunissima in Sardegna. All'interno dell'edificio, le volte sono a capriate lignee, con orditure originariamente ad incannucciato; il pavimento in cemento nasconde l'ammattonato in cotto; spicca la mancanza di aperture, per cui la scarsa illuminazione dell'interno è dovuta solo alla luce che filtra dal portoncino d'accesso; l'arredo è costituito da due altari di mediocre fattura tardo-barocca, mentre non risulta più in sito una pregevole acquasantiera di cui pure si conserva la documentazione fotografica (vedi). I particolari decorativi esterni qualificano la chiesa da un punto di vista stilistico e la inseriscono all'interno di quella peculiare corrente di gusto e sensibilità che fa capo all'opera di maestranze "mudejar", di cultura ispano-moresca, rifugiatesi probabilmente in Sardegna dopo la "reconquista" cattolica del meridione iberico e la conseguente cacciata araba da quelle regioni; la particolare sensibilità di questi abili "intagliatori di pietre" è testimoniata anche in numerose altre fabbriche religiose dell'isola, tra cui basterà ricordare il S. Pantaleo di Dolianova, il S. Pietro di Villamar, la S. Maria di Bonarcado, la Parrocchiale di Villa S. Pietro. A questa cultura si riallacciano palesemente gli archetti pensili lobati od "oltrepassati", la fioritura di bacini ceramici - ora purtroppo quasi tutti dispersi - di cui si contano ben trenta alloggiamenti sul lato Nord e trentadue su quello Ovest, originario prospetto; normative poi della summenzionata prassi decorativa sono le mensole scalettate ed a figurazioni fito-antropomorfe, presenti soprattutto sul prospetto Ovest, dove le due lesene cui abbiamo precedentemente accennato terminano con capitelli lavorati anch'essi a motivi vegetali. Tali partiti decorativi, per confronti che agevolmente possono istituirsi con le cennate, analoghe realizzazioni, portano a collocare la chiesa di S. Barbara in un arco di tempo piuttosto chiaramente delimitato e cioè intorno all'ultimo quarto del XIII secolo, come peraltro si espone nell'apposita voce