Die zweigeschossige Fassade der Kirche steht mit einer Triumphbogenarchitektur zum Grünen Markt hin ausgerichtet. Die Gliederung in klassischer Säulenordnung mit Rundbogennischen verleiht der Fassade zur Mitte hin eine zunehmende Plastizität, die mit einem Mittelrisalit abschließt, bekrönt von einem Dreiecksgiebel und aufgesetzten steinernen Kugeln, aus denen vergoldete Flammen emporzüngeln (Foto 2). Ein Segmentgiebel sitzt als Triumphbogen über dem Eingangsbereich. In den Nischen befinden sich jeweils zwei Sandsteinfiguren übereinander angeordnet. Der im Chorscheitel sitzende Turm trägt eine gestufte Haube mit Laterne. Im Innenraum betritt man eine Wandpfeilerkirche, deren wandgebundene Pfeiler Abseiten bilden. Besonders sehenswert ist die in der Vierung gemalte Scheinkuppel (d. h. die Malerei täuscht geschickt eine größere Wölbung der Kuppel vor) von Giovanni Francesco Marchini nach Plänen von Andrea Pozzo. Am Marienaltar (rechts) befindet sich das Gnadenbild aus der abgerissenen Pfarrkirche Alt-St. Martin (Maximiliansplatz) aus dem frühen 14. Jahrhundert. In den ehemaligen Kollegiatsgebäuden ist das Naturkunde-Museum Bamberg mit dem von Fürstbischof Franz Ludwig von Erthal 1791 errichteten Naturalienkabinett und dem 1810 mit großartigem Schmuck in Stil des Klassizismus versehenen Vogelsaal untergebracht.
Dieser Vogelsaal im Naturkunde-Museum (Fleischstraße 2) ist in seinem Erhaltungsgrad weltweit einzigartig. Der Raum diente Professoren und Studenten als Lehrsaal, ganz im Sinne der damaligen Anforderungen an einen akademischen Betrieb. Die Sammlung wurde im 19. Jahrhundert wesentlich erweitert und heute befinden sich hier insgesamt 2.200 Exponate, davon 1.255 Vögel in rund 800 verschiedenen Arten. Im Zuge der Sanierung von 2006 bis 2010 wurde die originale Farbfassung in gedecktem Weiß und Bergblau wiederhergestellt. Absolut sehenswert! Im Garten des Kollegiats (ebenfalls zugänglich über die Fleischstraße 2 oder über die Jesuitenstraße) steht eine eindrucksvolle, ca. 100-jährige Schwarznuss (Juglans nigra) mit schönem Wuchs (Foto 3). Diese Walnuss-Art stammt aus Nordamerika. Ihre Früchte sind essbar.