Stara sežanska cerkev je bila narejena leta 1509, prezidana in na novo sezidana pa leta 1673. Tlakovana je bila s kamnitimi ploščami, krita s skrilami ter kamnita. Imela je lesen kor, ki je stal na štirih kamnitih stebrih. Staro cerkev so začeli prezidavati in povečevati leta 1878, naslednje leto pa je bila nova župnijska cerkev blagoslovljena s strani domačega župnika Jožefa Komana. Povsem dokončana je bila župnijska cerkev šele v letu 1889.
Sedanja cerkev sv. Martina je sezidana v renesančnem slogu, njen zavetnik pa je škof sv. Martin. Cerkev ima tri ladje, najvišja in največja pa je srednja ladja, ki je z visokim čelnim obokom ločena od prezbiterija. Cerkev ni poslikana, temveč je le pobeljena in ima streho iz opeke. V cerkev sv. Martina vodijo trije vhodi, od tega je glavni vhod v pročelju. V stranski ladji je vzidana plošča, ki je v stari cerkvi pokrivala grobnico grofov Petačev. Baročni veliki oltar je narejen iz raznobarvnega marmorja in večji del oltarja je bil že v stari cerkvi. Oltarna slika predstavlja svetega Martina, ki odhaja v nebesa v spremstvu dveh angelov. V cerkvi so velika železna okna, ki so sestavljena iz raznobarvnega stekla ter zavarovana z železnimi križi. V ladjah je cerkev tlakovana s sivimi in črnimi kamnitimi ploščami.
Nasproti glavnega vhoda v cerkev sv. Martina se nahaja cerkveni zvonik, ki so ga zgradili leta 1794. Od cerkve je oddaljen okoli 10 metrov, visok je 30 metrov in ima štiri velike line. Vrh zvonika predstavlja osmerostrana piramida. Zvonik je neometan in nad vhodom lahko vidimo letnico 1794. V zvoniku je dovolj prostora za tri zvonove. V cerkvenem zvoniku se nahaja ura, ki jo je naredil Ivan M. Pogačnik iz Podnarta.