Kościół jest trójnawową bazyliką z transeptem, wzniesioną z ciosów piaskowca krzemienistego.
Barokowy wystój kościoła reprezentują wspaniałe polichromie z XVIII wieku przedstawiające tematykę batalistyczno-historyczną. Prawą stronę prezbiterium ozdabia obraz „Bitwa na Psim Polu” ukazujący triumf Bolesława Krzywoustego nad cesarzem Niemiec Henrykiem V. Po lewej stronie upamiętniono zwycięstwo pod Grunwaldem króla Władysława Jagiełły nad Zakonem Krzyżackim. W północnej części oddano zaś hołd królowi Janowi III Sobieskiemu za zwycięstwo odniesione nad Turcją pod Wiedniem. Polichromie barokowe przedstawiają także sceny z życia patrona kościoła św. Marcina, oraz obrazy alegoryczne i o ornamentyce roślinnej.
Kolegiata pw. św. Marcina położona jest w obrębie historycznych granic miasta, które wyznaczały kamienne mury miejskie. Do dzisiejszych czasów spośród czterech bram strzegących grodu, po jego odbudowie w początku XVI wieku, zachowała się jedynie brama zwana „warszawską”. Obecnie to dwukondygnacyjna wieża bramna. Masywne, kamienne mury z przyporami wieńczy stylizowana na renesansową nadbudówka. wzorowana na renesansowej attyce Bramy Opatowskiej w Sandomierzu. Została zaprojektowana i dobudowana w latach 80-tych XX wieku, staraniami i wg projektu ówczesnego wiceministra kultury, prof. Wiktora Zina.