Η εκκλησία της Παναγίας στο Πελέντρι είναι τρίκλιτη, ξυλόστεγη, με μια ημικυκλική εσωτερικά και πεντάπλευρη εξωτερικά αψίδα, που καλύπτεται ξεχωριστά. Έχει εσωτερικές διαστάσεις 16,37 Χ 8,88 μ. χωρίς την αψίδα. Η αψίδα έχει χορδή 3,92 μ. και βέλος 2,30 μ.
Οι τοίχοι της εκκλησίας είναι κτισμένοι με ακανόνιστους λίθους και λάσπη. Έχουν πάχος 0,60 μ. και ύψος 2,65-2,75 μ. από το δάπεδο. Σήμερα η εκκλησία έχει δυο εισόδους στον νότιο τοίχο και δυο παράθυρα δεξιά και αριστερά από την κύρια είσοδο, που βρίσκεται στο μέσο περίπου του νότιου τοίχου. Αρχικά υπήρχε θύρα στο μέσο του δυτικού τοίχου, αργότερα όμως εντοιχίσθηκε. Το δάπεδο της εκκλησίας καλύπτεται σήμερα με γυψομάρμαρα.
Η εκκλησία διαιρείται σε τρία κλίτη με δυο σειρές τετραγωνισμένους πασσάλους που στηρίζουν οριζόντια δοκάρια, παράλληλα με τον κατά μήκος άξονα όπως και η εκκλησία της Παναγίας στο Κούρδαλι˙ στην εκκλησία της Αγίας Μαρίνας στην Κυπερούντα αντί τετραγωνισμένους πασσάλους έχουμε απλούς κορμούς δέντρων. Κάθε σειρά αποτελείται από πέντε πασσάλους ύψους 4,43 μ. Από τους πασσάλους εκφύονται καμπύλα υποστηρίγματα που υποστηρίζουν τις δοκούς. Έτσι δίδεται η εντύπωση μιας ξύλινης τοξοστοιχίας, σε κάθε πλευρά του κεντρικού κλίτους. Τα δοκάρια ενώνονται μεταξύ τους με ζευκτά και στηρίζουν τις δοκίδες της στέγης. Το κεντρικό κλίτος της εκκλησίας έχει πλάτος 4 μ. και τα πλάγια 2,15 μ.
Οι τοίχοι της εκκλησίας είναι σήμερα καλυμμένοι εσωτερικά με γύψο. Μόνο στον δυτικό τοίχο σώζεται μεγάλη σύνθεση της Δευτέρας Παρουσίας σε άθλια κατάσταση. Η τοιχογραφία αυτή είναι επηρεασμένη από την ιταλική τέχνη και μπορεί να χρονολογηθεί στο 16ο αιώνα. Έντονα επηρεασμένη από την ιταλική τέχνη είναι και η εικόνα της Παναγίας που είναι τοποθετημένη σε ιδιαίτερο προσκυνητάρι κοντά στον δυτικότερο από τους πασσάλους της βόρειας πασσαλοστοιχίας.
Το ξυλόγλυπτο εικονοστάσιο της εκκλησίας είναι κατά το μεγαλύτερο τμήμα του σύγχρονο με την εκκλησία. Σε αυτό βρίσκονται μερικές ωραίες εικόνες του 16ου αιώνα: Ιωακείμ, Άννα, άγιος Μάμας καβαλλάρης σε λιοντάρι, Χριστός σε άθλια κατάσταση, άγιος Ιωάννης ο Θεολόγος (εκζωγραφισμένη) και άλλος άγιος Μάμας, Μεγάλη Δέηση από 13 εικόνες και 17 εικόνες του Χριστολογικού και Θεομητορικού κύκλου: Ευαγγελισμός, Γέννηση του Χριστού, Προσκύνηση των Μάγων, Υπαπαντή, Ανάσταση του Λαζάρου, Μυστικός Δείπνος, Προδοσία, Ανάσταση, οι Μυροφόρες μπροστά στο Κενό Μνημείο, Μη μου άπτου, Ψηλάφηση του Θωμά, η Πεντηκοστή, η Κοίμηση της Θεοτόκου, η Μετάσταση της Θεοτόκου, η Θεραπεία του Τυφλού, η Σαμαρείτιδα και εικόνα του Ελκομένου. Στο βήμα σώζεται ακόμα και μια Δέηση σε ημικυκλικό σχήμα. Όλες αυτές οι εικόνες επηρεάζονται σε διαφορετικό η κάθε μια βαθμό από την ιταλική τέχνη.
Αρχαιότερη είναι η εικόνα της Σταύρωσης του Χριστού στο πίσω μέρος, σήμερα, της εικόνας της Παναγίας που ζωγράφισε το 1693 ο Ιωαννίκιος. Η Σταύρωση είναι δυστυχώς αρκετά κατεστραμμένη. Όμως είναι μεγάλης σημασίας γιατί ανήκει στον λεγόμενο κύκλο των «Σταυροφορικών» εικόνων και μπορεί να χρονολογηθεί στο 13ο αιώνα.
Τα βημόθυρα είναι σύγχρονα του εικονοστασίου και μπορούν να χρονολογηθούν στο 16ο αιώνα. Στα βημόθυρα εικονίζεται, πάνω, ο Ευαγγελισμός της Θεοτόκου, και κάτω οι ιεράρχες Βασίλειος, Χρυσόστομος, Γρηγόριος ο Θεολόγος και Νικόλαος.