L’église Saint-Saturnin de Milhaud se situe à proximité de la mairie et est bordée au nord par la place du Castellas, au sud par la rue de l’Église, à l’est par la rue Porte de France et à l’Ouest par la place de l’Évêché. Son positionnement en plein cœur du centre historique trouve son sens dans la restauration d’un édifice pré-existant.

La parcelle orientée se compose d’un corps principal allongé à trois vaisseaux s’achevant par une abside semi-circulaire. Deux sacristies au nord et au sud complètent l’ensemble. Un clocher carré à l’aplomb de la sacristie nord marque l’asymétrie actuelle de cet édifice qui en possédait deux avant sa restauration comme en témoigne la représentation figurée de l’église au XVIIe siècle.

La façade, érigée lors des restaurations s’inspire du modèle précédent tout en remplaçant le fronton triangulaire par des frises d’arceaux. Le portail d’entrée orné de ferrures symbolisant la foi et l’espérance est surmonté d’un fronton en arc outrepassé reposant sur deux colonnettes aux chapiteaux feuillagés. Les portes ouvrent sous la tribune clôturée par une balustrade imitant une file d’arcatures en plein cintre. Deux bas-côtés sont accolés au vaisseau central d’une longueur de 35 mètres par une succession de colonnes aux bases octogonales. Les sculptures des chapiteaux reprennent des motifs associés aux litanies de la Vierge comme la tour de David ou la cité de Dieu et des calices. Ils sont identiques à ceux de l'église de Manduel. Les collatéraux s’achèvent par des chapelles semi-circulaires. Quatre travées voûtées d’ogives se succèdent avant le chœur paré de stalles.

Cet édifice, construit en moellon calcaire grossièrement équarri, est recouvert d’enduit sur les élévations intérieures. La façade, le clocher, les chaînages d’angles, l’encadrement des baies et les organes de stabilité sont en pierre de taille de grand appareil. Les couvertures sont à longs pans en tuiles creuses exceptées celles du clocher à six pans en ardoise.

Contrairement à d’autres lieux de culte réalisés par le même architecte, aucune trace de polychromie n’est présente sur les élévations intérieures. La nef est éclairée par deux niveaux de lancettes en plein-cintre. Il faut noter la permanence d’une baie comblée de moindre dimension dans la façade nord. Celle-ci est similaire aux baies apparaissant sur le croquis du frère Mariste.

L'ensemble peut être rapproché d'une architecture néo-romane.