Μικρή ξυλόστεγη εκκλησία του 16ου αιώνα στην είσοδο του χωριού Κακοπετριά, από τον παλαιό δρόμο Λευκωσίας - Τροόδους. Η αψίδα, ο ανατολικός τοίχος και ο βόρειος τοίχος είναι κτισμένοι με πλιθάρια. Ο δυτικός τοίχος είναι κτισμένος με ακατέργαστους λίθους και λάσπη και ο νότιος τοίχος έχει επιδιορθωθεί εξωτερικά με ακανόνιστη λιθοδομή. Σύμφωνα με προφορική παράδοση, το δυτικό τμήμα της εκκλησίας κατεδαφίσθηκε το 1902 όταν κατασκευάσθηκε ο δρόμος Λευκωσίας - Τροόδους και ο σημερινός δυτικός τοίχος κτίσθηκε τότε. Ίσως τότε ή λίγο αργότερα διορθώθηκε με λιθοδομή και η εξωτερική πλευρά του νότιου τοίχου. Πολύ αργότερα, μετά το 1952, οι τοίχοι του ναού σοβατίστηκαν εξωτερικά.
Σήμερα η εκκλησία της Θεοτόκου έχει εσωτερικές διαστάσεις 7,40 μ. Χ 3,25 μ. Έχει μια, προεξέχουσα στ' ανατολικά, αψίδα που έχει χορδή 1,96 μ. και βέλος 1,20 μ. περίπου. Η αψίδα δηλαδή είναι μεγαλύτερη του ημικυκλίου και έχει πεταλόμορφο σχήμα. Έχει μόνο μια θύρα στο μέσο περίπου του βόρειου τοίχου που έχει πλάτος 1 μ. Πάνω από τη θύρα υπάρχει μικρό τυφλό τόξο, στο οποίο είναι ζωγραφισμένη η Θεοτόκος στον τύπο της Βλαχερνίτισσας. Δεξιά και αριστερά από την θύρα αυτή, στην εξωτερική πλευρά του βόρειου τοίχου, υπάρχουν τοιχογραφίες του Χριστού και της Παναγίας. Σε σχέδιο όμως της εκκλησίας που δημοσίευσε ο G. Jeffery το 1907, φαίνεται ακόμη μια θύρα στο μέσο του δυτικού τοίχου της εκκλησίας.
Στον νότιο τοίχο υπάρχει μικρό ορθογώνιο παράθυρο διαστάσεων 0,90 Χ 0,75 μ. Άλλο μικρό παράθυρο υπάρχει στο κέντρο του αετώματος του ανατολικού τοίχου, που έχει διαστάσεις 0,50X0,25 μ. Μικρός αεραγωγός, πιο φαρδύς κάτω και πιο στενός πάνω, ύψους 0,50 μ., υπάρχει στο κέντρο του ημικυκλικού τοίχου της αψίδας.
Στην εκκλησία της Θεοτόκου στην Κακοπετριά διασώζονται τοιχογραφίες στον βόρειο τοίχο, στην αψίδα και τον ανατολικό τοίχο και στο ανατολικό άκρο του νότιου τοίχου. Έτσι ο εικονογραφικός κύκλος της εκκλησίας είναι σήμερα ελλιπής. Έχουν καταστραφεί οι σκηνές από τον Ευαγγελισμό που ήταν ζωγραφισμένος στον νότιο τοίχο, κοντά στο εικονοστάσιο, μέχρι και τη Σταύρωση, που όπως συνήθως στις ξυλόστεγες εκκλησίες του 16ου αιώνα, πρέπει να ήταν ζωγραφισμένη στον δυτικό τοίχο, μαζί με άλλες σκηνές, ίσως του κύκλου των Παθών. Οι σκηνές που σώζονται σήμερα είναι οι ακόλουθες: Ελκόμενος προς τον Σταυρόν, ο Επιτάφιος Θρήνος, αι Μυροφόροι Γυναίκες (προ του κενού μνημείου), η Ανάσταση (με την παραδοσιακή εικονογραφία της εις Άδου καθόδου), η Πεντηκοστή, η αναθηματική τοιχογραφία και η Κοίμηση της Θεοτόκου. Κάτω από τις σκηνές αυτές εικονίζονται στον βόρειο τοίχο όρθιοι οι άγιοι: Ιωάννης ο Ελεήμων, Νικόλαος, Ρηγίνος, Θεόδωρος, Δημήτριος και Γεώργιος. Ακολουθεί η τοιχογραφία του αρχαγγέλου Μιχαήλ. Στις παρειές της θύρας είναι ζωγραφισμένη η Μετάληψη της οσίας Μαρίας της Αιγυπτίας από τον αββά Ζωσιμά.
Μέσα στο βήμα, στο ανατολικό άκρο του βόρειου τοίχου, εικονίζεται η Θυσία του Αβραάμ, ενώ στο ανατολικό άκρο του νότιου τοίχου εικονίζεται η Φιλοξενία του Αβραάμ.
Στο ανατολικό αέτωμα εικονίζεται η Ανάληψη. Κάτω από την Ανάληψη, στον ανατολικό τοίχο στα βόρεια της αψίδας εικονίζεται ο Δαβίδ, πιο κάτω ο Ιεζεκιήλ και χαμηλότερα ο Στέφανος. Στα νότια της αψίδας εικονίζονται ο Σολομών, ο Ησαΐας και ο άγιος Τύχων.
Στο τεταρτοσφαίριο της αψίδας εικονίζεται η Θεοτόκος Βλαχερνίτισσα μεταξύ των αρχαγγέλων Μιχαήλ και Γαβριήλ και δυο εξαπτερύγων. Στον ημικυλινδρικό τοίχο της αψίδας, πάνω από το στενό αεραγωγό, εικονίζεται η Μετάληψη των Αποστόλων και δεξιά και αριστερά του αεραγωγού ανά τρεις στραμμένοι προς το κέντρο της αψίδας, όπου υπάρχει Αγία Τράπεζα, και λειτουργούντες οι ιεράρχες Αθανάσιος, Επιφάνιος, Χρυσόστομος, αριστερά και Βασίλειος, Γρηγόριος ο Θεολόγος και Σπυρίδων.
Το ξύλινο εικονοστάσιο είναι σύγχρονο με την εκκλησία. Αρχικά ήταν τέμπλο, χωρίς εικόνες, με διάστυλα που έκλειναν με βήλα, όπως εκείνα του καθολικού του μοναστηριού του Αγίου Ιωάννη του Λαμπαδιστή, της εκκλησίας του Αρχαγγέλου Πεδουλά και της εκκλησίας του Αγίου Μάμα στον Λουβαρά. Το 1638 τα κατεστραμμένα θωράκια (ποδιές) αντικαταστάθηκαν με νέα και εφοδιάσθηκε το εικονοστάσιο με τη Μεγάλη Δέηση, άνω, και τον Ιωάννη τον Θεολόγο κάτω, προφανώς δε και με εικόνες του Χριστού και της Παναγίας. Σήμερα οι εικόνες του Χριστού και της Παναγίας είναι άλλου ζωγράφου, ενώ το κεντρικό τμήμα της Μεγάλης Δεήσεως στο οποίο εικονιζόταν ο Χριστός μεταξύ της Θεοτόκου και του Προδρόμου λείπει. Αντικαταστάθηκε από κομμάτι ενός θωρακίου (ποδιάς) με τη μορφή της δωρήτριας ενώ από τον δωρητή μόνο τα χέρια σώζονται. Η Μεγάλη Δέηση αποτελείται από δυο στενόμακρες εικόνες στις οποίες εικονίζονται, από αριστερά, στην πρώτη ο αρχάγγελος Γαβριήλ και οι απόστολοι Ματθαίος, Λουκάς, Φίλιππος, Σίμων και Ανδρέας και στη δεύτερη οι απόστολοι Ιάκωβος, Θωμάς, Βαρθολομαίος, Μάρκος και Ιωάννης ο Θεολόγος και ο αρχάγγελος Μιχαήλ. Οι δυο αυτές στενόμακρες εικόνες τοποθετήθηκαν λανθασμένα όταν αντικαταστάθηκε το κεντρικό τμήμα με την καθ' αυτό Δέηση από το θωράκιο, όπως φαίνεται από τη θέση των αρχαγγέλων και των αποστόλων. Οι εικόνες αυτές είναι έργο κάποιου ζωγράφου Θεοφύλακτου ιερέα (βλ. λήμμα Θεοφύλακτος ζωγράφος, δεύτερος κατά σειράν).
Οι τοιχογραφίες της εκκλησίας έγιναν το 1620 με δωρεά κάποιου Λεοντίου αναγνώστη και νοταρίου και της συζύγου του Λεγράστ(ζας;) που εικονίζονται μαζί με τη θυγατέρα τους Μαρία και ένα άλλο πιο γέρο δωρητή (πατέρα του Λεοντίου;). Ο ζωγράφος των τοιχογραφιών είναι συντηρητικός, όπως φαίνεται από την εικονογραφία των σκηνών που έχουν σωθεί, αλλά μέτριος. Οι αναλογίες των σωμάτων δεν είναι ορθές, τα σώματα είναι δύσκαμπτα και οι κινήσεις χωρίς άνεση. Τα χρώματα τοποθετούνται σε αντιπαράθεση και το πλάσιμο λείπει σχεδόν τελείως. Σε ορισμένες περιπτώσεις τα κτίρια του βάθους αποδίδονται προοπτικά και γίνεται προσπάθεια απόδοσης του όγκου των σωμάτων. Σε άλλες όμως περιπτώσεις η πτυχολογία είναι αμελής και τα σώματα χωρίς όγκο.