Η εκκλησία του κάστρου της Κερύνειας είναι του τύπου του εγγεγραμμένου σταυροειδούς με τρούλλο. Ενώ όμως στην Κύπρο τα τέσσερα ελεύθερα στηρίγματα των καμάρων, του σταυρού και του τρούλλου είναι πεσσοί, στην εκκλησία του Αγ. Γεωργίου τα στηρίγματα αυτά είναι μαρμάρινες κολόνες. Έτσι η εκκλησία του κάστρου της Κερύνειας είναι ο μοναδικός τετρακιόνιος ναός της Κύπρου. Οι τέσσερις μαρμάρινοι κίονες της εκκλησίας, όπως και τα κορινθιακά κιονόκρανα, προέρχονται από παλαιοχριστιανική βασιλική, ίσως την βασιλική της Πάνω Κερύνειας.
Η εκκλησία έχει εσωτερικές διαστάσεις 7,50 μ. μήκος και 5,75 μ. πλάτος και καταλήγει στ' ανατολικά σε τρεις αψίδες. Από τις αψίδες αυτές η κεντρική είναι ευρύτερη ενώ οι αψίδες των δυο ανατολικών διαμερισμάτων της εκκλησίας είναι μικρές και διαμορφώνονται σε ημικυκλικές αχιβάδες. Στα δυτικά είχε προστεθεί νάρθηκας που αργότερα ενσωματώθηκε στη γαλαρία που οδηγεί στο βενετικό βορειοδυτικό πύργο του κάστρου. Η εκκλησία έχει ωραίες υψηλές αναλογίες ενώ το δάπεδό της είναι επιστρωμένο με πολύχρωμο μαρμαροθέτημα. Εσωτερικά είχε τοιχογραφηθεί, όπως φαίνεται από τα υπολείμματα των τοιχογραφιών που σώθηκαν στην αψίδα.
Η επιμέλεια της κατασκευής, οι ωραίες αναλογίες, η χρήση κιόνων για τη στήριξη των καμάρων και του τρούλλου και το πολύχρωμο μαρμαροθέτημα μαρτυρούν άμεση εξάρτηση από την τέχνη της Κωνσταντινουπόλεως και την ανέγερση της εκκλησίας στα τέλη του 11ου αιώνα.
Ο τρούλλος της εκκλησίας, που είχε καταστραφεί κατά τη διάρκεια της Τουρκοκρατίας, αναστηλώθηκε από το Τμήμα Αρχαιοτήτων στις αρχές της δεκαετίας του 1950.
Κατά τη Βυζαντινή περίοδο η εκκλησία του Αγίου Γεωργίου ευρίσκετο έξω από το κάστρο, σε απόσταση 7,50 - 10 μ. από τον βυζαντινό βορειοδυτικό πύργο. Όταν οι Λουζινιανοί ενίσχυσαν το βυζαντινό κάστρο, τότε η απόσταση της εκκλησίας από τον βορειοδυτικό πύργο περιορίσθηκε σε 1 μ. Αργότερα όταν τον 16ο αιώνα οι Βενετοί ενίσχυσαν το κάστρο κατά τη δυτική και νότια πλευρά του, η εκκλησία του Αγ. Γεωργίου περιελήφθη στο χώρο μεταξύ του λουζινιανικού και του βενετικού βορειοδυτικού πύργου.