Les primeres notícies d'aquest temple, situat a la part alta del nucli de Tredòs, daten del primer dimecres de març del 1198, quan el rei Pere I el Catòlic va concedir diversos beneficis a aquesta església. La seva construcció es va iniciar a les darreries del segle XI. Un segle més tard o ja en el segle XIII es van refer algunes parts del temple. Es creu que formava part de d'un conjunt monacal, actualment desaparegut.

Ens trobem amb el que podria ser el primer temple de tota la vall construït amb planta basilical de tres naus. La separació entre les naus es fa mitjançant quatre arcs formers de mig punt a cada banda.

Aquests arcs descansen en pilars de planta cruciforme, doncs també havien de servir de suport per als arcs doblers, que reforçarien les voltes de les naus.

Actualment no es conserva res de la volta central, que era de mig punt i només l'arrencada de les voltes de quart de cercle de les naus laterals. En algun moment es van ensorrar i es van substituir per una única estructura de fusta que cobreix les tres naus, reconstruïda a finals del passat segle.

Les tres naus estan acabades en tres absis semicirculars, coberts amb voltes de quart d'esfera. Actualment resten ocults per la presència de retaules barrocs, que malauradament han perdut les seves imatges.

L'absis principal s'uneix a la nau mitjançant un profund tram presbiteral, cobert amb volta de canó.

Per la part exterior tots tres absis estan decorats, si bé presenten diferents estils.

L'absis central, que va ser sobrealçat, presenta una decoració llombarda amb arcs cecs i lesenes fetes amb pedra tosca.

El seu interior, abans d'instal·lar-hi el retaule, estava il·luminat per tres finestres de mig punt i doble esqueixada.

L'absis del costat sud presenta una decoració feta també amb parelles d'arcs de mig punt, que en aquest cas es recolzen en columnes adossades.

Aquestes columnes tenen capitells decorats amb motius vegetals.

El punt d'unió entre els arcs està acabat amb una petita mènsula esculpida amb diversos motius. Així doncs, podem veure un cap de felí, un motiu de cistelleria i elements vegetals.

La seva finestra, que s'obria en la part central del tambor absidal, està actualment cegada.

Aquest absis va ser construït amb elements procedents d'una altra construcció o bé va ser refet en alguna ocasió, com es dedueix pel fragment de columna que hi ha encastat en el seu mur.

L'absis nord està parcialment per sota del nivell de carrer, el que en dificulta la seva visualització completa.

Per contra, podem observar de ben a prop els fragments de la cornisa esculpida amb motiu jaqués que encara es  conserven.

També podem veure tres permòdols esculpits amb cares humanes i figures geomètriques i un de llis.

Aquest absis presenta diferents moments de construcció, com es pot deduir per les diferents tècniques i materials utilitzats.

En la part central s'obre una finestra de doble esqueixada i amb un arc de mig monolític, resseguit per dos arcs gravats a la mateixa pedra.

En el mur est, just al damunt dels absis, trobem tres finestres d'ull de bou. La que hi ha sobre l'absis del costat  nord està decorada amb quatre cercles en gradació. El cercle exterior conserva una decoració a base de boles, mentre que el més interior presenta un soguejat.

També trobem decoració en les finestres que s'obren en el costat nord. Són tres finestrals de mig punt i dos d'ells presenten característiques formals molt similars.

El més proper a la capçalera està  decorat amb un arc decorat amb motiu de tauler d'escacs que envolta a una arquivolta adovellada, que es recolza en una imposta, també esculpida i dues columnes cilíndriques amb els capitells decorats.

El capitell de l'esquerra veiem una cara humana, envoltada per motius geomètrics, que omplen completament la seva superfície. El capitell de la dreta, en canvi, presenta una decoració de tipus vegetal.

Per la part interior aquest finestral ha estat força mutilat. Només es conserva part del guardapols escacat amb que estava decorat.

En el finestral situat en el segon tram de la nau es repeteix l'estructura, amb l'excepció que a l'interior de l'arc que forma l'arquivolta adovellada hi tornem a trobar esculpit un motiu de tauler d'escacs i resseguint l'arc de la finestra una fina trena.

El capitell del costat esquerre està decorat amb entrellaçats i motius vegetals. El de la banda dreta també presenta un motiu d'entrellaçats.

Si parem atenció podrem veure una petita cara humana en l'angle del capitell.

La base d'aquesta columna també presenta decoració, en aquest cas en forma de tres boles situades en la cara frontal.

Flanquegen el conjunt dues carasses, de factura molt rústica. La del costat esquerre, malgrat tenir aparença humana, sembla més evident que es tracta d'un ésser demoníac, que ens mostra els seus dents amenaçadors. L'altra carassa presenta una aparença felina.

Aquesta finestra ha superat millor el pas dels segles per la seva part interior, conservant íntegre l'arc de mig punt adovellat, que es recolza en dues columnes amb els capitells esculpits amb motius geomètrics.

La tercera finestra és molt més simple i estreta. En aquest cas només està decorada amb unes simples estries en la pedra que forma l'arc de mig punt.

Alguns dels carreus d'aquest mur presenten una decoració molt habitual a la Vall d'Aran, feta a base d'escacats o motius en ziga-zaga gravats directament a la pedra.

En aquest mur es pot veure clarament en sobrealçament que va patir el temple en construir la coberta de fusta. Una línia d'imposta recolzada en mènsules esculpides marca el nivell on començava la teulada original.

Les mènsules estan decorades amb caps humans i motius geomètrics.

En el mur sud el sobrealçament encara va ser més important com també es pot comprovar gràcies al fris d'arcs cecs que es conserva en el primer tram de la nau.

Aquestes es recolzen en petits permòdols llisos. En el segon tram només s'han conservat aquest elements, havent desaparegut els arcs.

L’accés al temple es realitzava a través de dues portes. La principal es troba en el mur oest, davant la torre de campanar.

Està formada per tres arquivoltes adovellades. La central es recolza en dues columnes, que tenen capitells esculpits.

El capitell de l'esquerra té esculpits dos caps, un en cada cara, envoltats per motius vegetals.

El del costat dret presenta tres arcs, a l'interior dels quals hi ha una semiesfera. Al damunt d'aquests arcs trobem quatre semiesferes més, envoltades per motius vegetals.

L'arc interior es recolza directament en impostes. La de mà dreta té esculpida horitzontalment la figura d'un orant.

També està decorada la base de la columna del costat dret, on veiem un petit cap d'animal.

El forrellat de la porta és també de tradició romànica, decorat amb incisions geomètriques.

Sobre els arcs, encastat en el mur, trobem un crismó.

L'altre portalada es troba en el mur sud. És de factura molt més senzilla tot i que en el timpà també hi trobem esculpit un bonic crismó.

Al costat dret del crismó veiem gravada una inscripció amb el nom del seu autor, un tal Cetit.

L'envolta una arquivolta adovellada que està resseguida externament per un guardapols esculpit amb motiu jaqués, que es perllonga pel mur a mode d'imposta. Era la porta que comunicava el temple amb les dependències monacals.

A l'esquerra de la porta veiem unes inscripcions posteriors.

L'església de Santa Maria de Cap d’Aran de Tredòs té dues característiques insòlites respecte a la resta de temples que podem trobar a la Val d’Aran. La primera és tenir un campanar separat del cos de l'església. Està situat davant la porta del mur oest. En algunes ocasions ha acollit reunions del Conselh Generau dera Val d'Aran. 

Únicament el primer tram respon encara a l'original romànic. La resta  de pisos corresponen a afegits i reformes posteriors. En ell s'obre la porta d'accés, situada en el mur est i formada per un senzill arc de mig punt.

L'altre característica interessant la trobem en l'interior. És l'únic temple de tota la vall on trobem una cripta sota el presbiteri. Està formada per dos espais: un rectangular, cobert amb volta de canó  i un semicircular, cobert amb volta de quart d'esfera reforçada per dos nervis.

Segons la tradició és en aquest indret on es va trobar la imatge de la Mare de Diu de Cap d'Aran, que malauradament fou destruïda durant la Guerra Civil.

S'hi accedeix gràcies a un arc de mig punt adovellat que s'obre a la part central de les escales que porten fins al  presbiteri de la nau central.

En l'interior de la cripta es conserven alguns elements de pedra trobats al llarg dels anys com són capitells, fragments de columnes i una pica d'olis. Aquesta era inicialment una pica baptismal, probablement pre-romànica, aprofitada posteriorment per a guardar l'oli de les ofrenes.

Però l'element més interessant és una pica baptismal molt singular i arcaica. Té forma prismàtica, de tal manera que en l'aresta que formen els costats més curts hi ha esculpides les traces d'una cara d'animal. Alguns estudiosos hi volen veure la representació d'un peix.

Encara es conserva una tercera pica baptismal en l'interior del temple. Aquesta es troba ubicada a l'entrada de l'església i sota una pintura del segle XVII, que representa el baptisme de Jesús.

La pica baptismal està feta amb un gran bloc de marbre gris, sostinguda per un petit peu cilíndric. No té cap mena de decoració, el que en dificulta la seva datació.

Al seu davant trobem una pica beneitera decorada amb una ziga-zaga.

Està sustentada per una columna decorada amb dos grups de petites motllures.

L'interior del vas també té una petita figura esculpida. La seva erosió impedeix la seva identificació. Algunes fonts afirmen que és una granota, mentre que d'altres creuen que és un peix.

L'altar principal es recolza en quatre columnes, que tenen unes bases romàniques reaprofitades.

Les bases de les columnes posteriors estan decorades amb boles en els angles. A les anteriors, la motllura superior està decorada amb un soguejat.

El temple conserva nombroses mostres de pintura mural. La majoria van ser realitzades durant el renaixement, però encara es conserva una imatge d'origen romànic. Està situada en un dels pilars que separen la nau nord de la central. En ella veiem a la Verge Maria i al Nen.

La Mare de Déu no era inicialment una imatge de la Verge, si no la d'alguna santa. Ja en època gòtica es va reconvertir la imatge afegint-li el Nen. El braç esquerre de la santa s'aprofita com a braç de l'Infant.

Per dalt i per baix de les dues imatges trobem una sanefa de tipus geomètric.

En 1951 es van arrencar unes pintures murals que decoraven el temple. Daten del segle XI i XII i estan atribuïdes al cercle del Mestre de Pedret. Actualment estan  repartides entre diversos museus i col·leccions. El fragment més important es troba en el museu The Cloisters de Nova York, corresponent a la volta de l'absis principal.

En ella es pot veure a la Maiestas Mariae amb el Nen a la seva falda dins la mandorla mística.

A la seva esquerra trobem a l'arcàngel Sant Miquel i al rei Melcior, mentre que a la dreta es va representar a l'arcàngel Sant Gabriel i als reis Baltasar i Gaspar.

Un altre fragment, que es trobava en el presbiteri, es conserva en el Museu Maricel de Sitges. Correspon a una Maiestas Domini, situada dins una mandorla circular. Crist sosté un llibre amb la mà esquerra, mentre que té alçada la dreta en senyal de benedicció.

Millor sort han tingut bona part de les pintures renaixentistes realitzades en el segle XVII i que encara es conserven en el temple. En els pilars més propers al presbiteri de la nau central veiem les imatges de diferents santes.  En la resta de cares d'aquests pilars i de la resta també es conserven imatges de sants i un Crist Crucificat.

En l'església es conserven dos elements, que malgrat tampoc corresponguin al període al que està dedicat aquest portal, criden l'atenció de qualsevol visitant. Es tracta d'un confessionari i les cadires dels concelebrants.