Es un edificio rectangular (20 metros de longitud) de dos plantas (la superior dobla en altura a la inferior) comunicadas entre sí por una escalera exterior; si bien, desde fuera, parece que hay tres niveles, debido a las ventanas que se abren en las fachadas cortas (oriental y occidental), imitación de la ventana trífora que daba entrada única a la cámara ciega que, desde los tiempos de Alfonso II, se construía sobre la capilla mayor de las iglesias. Lo más novedoso: los miradores de esas mismas fachadas que amplían el espacio.

La visita al interior de Santa María del Naranco, sólo posible con guía, merece, y mucho, la pena. La parte central de la planta superior está cubierta por una bóveda de cañón reforzada por arcos fajones sobre ménsulas que jalonan una cornisa longitudinal bajo la cual discurre una arquería ciega; a derecha e izquierda, la estancia se prolonga gracias a los miradores. La abundancia de ventanas y su tamaño consiguen un efecto espectacular al incorporar el paisaje a la decoración.

Los muros de la sala aparecen surcados por arcos de medio punto que se alzan sobre columnas parcialmente empotradas y virtualmente unidas a los arcos fajones por las bandas y medallones que aparecen en las enjutas de la arquería. Los fustes de estas columnas fueron decorados con haces de sogueados y sus capiteles cúbico-prismáticos aparecen ricamente esculpidos, compartimentada cada faceta mediante un cordón de piedra que configura espacios (arquillos superpuestos en los frentes y triángulos isósceles en los laterales) en los que el artista cinceló figuras animales (en el frente) y figuras humanas (en los laterales), cazadores o pastores. En las paredes de la sala hay bandas que pueden dividirse en dos grupos: cortas, en las paredes norte y sur, unen los arcos fajones a los medallones de las enjutas. Aparecen divididas en dos zonas, compuestas ambas por dos arcos de medio punto. En la mitad inferior, dos jinetes afrontados, uno por arco, blanden sus espadas; en la mitad superior, dos figuras humanas, cobijada también cada una debajo de un arco, con los brazos levantados, como si portaran un fardo sobre la cabeza, y mirando al frente; largas, en las paredes este y oeste, caen desde el techo hasta las enjutas de los arcos que dan paso a los miradores. Estas piezas rectangulares lucen en la parte inferior, cerca ya del medallón, una cruz patada, similar a la Cruz de los Ángeles de Alfonso II, sobre mango o pie y con el alfa y la omega colgando de sus brazos, sin duda la representación de un emblema real.

Los medallones, que algunos denominan “clípeos del Naranco”, tienen un origen oriental que la mayoría sitúa en las decoraciones palaciegas bizantinas, aunque no falta quien, más original, asegure que son la traducción exacta en piedra de los medallones que los vikingos llevaban al cuello, los llamados bracteats. Todos los clípeos presentan bordes sogueados y dentro de ellos un anillo de tallos de vid con o sin racimos y hojas. En los motivos del círculo central se puede observar, según el caso: un cuadrúpedo, tal vez un felino, en actitud de avance o vuelto sobre sí mismo, que en ocasiones parece luchar con una serpiente (en los muros oriental, norte y sur); una pareja de cisnes dispuestos simétricamente (en el muro norte, el primer clípeo por la izquierda); un ave fantástica, quizá un grifo, limitada por un rombo y un cuadrado (en el muro norte); y una pareja de animales enigmáticos afrontados y separados por lo que podría ser una representación del árbol de la vida (en el muro occidental, el clípeo de la derecha) .

Los fustes de las columnas del mirador, como los del interior, presentan el característico sogueado, y los capiteles, al igual que ocurre en otros edificios asturianos, son de tipo corintio. Pero la perfección y sofisticación de las que hacen gala los artistas del período ramirense les permitió alejarse de la simple labor de copia de capiteles tardorromanos a la que se limitaron sus colegas de la etapa alfonsina. Las obras que ahora admiramos son infinitamente más ricas y originales.

En el año 848 trasladaron al mirador oriental un altar, convirtiéndolo así en un lugar idóneo para decir misa y bendecir a las tropas astures que partían para la guerra. El ara actual es una réplica de la original (conservada en el Museo Arqueológico de Asturias. Excepción hecha del ara, los elementos descritos en este mirador oriental los encontrará también en el occidental.

Para dirigirse a la planta inferior hay que volver a la calle y entrar por la puerta que hay debajo de la escalera. Es un recinto abovedado, con arcos fajones, y de techos muy bajos. A sus extremos se hallan dos pequeñas habitaciones cuyo techo plano de madera sirve de suelo a los miradores: en la cámara oriental se encontró una especie de piscina soterrada con desagüe de cerámica, lo que hace suponer que podría tratarse de una sala de baños; la occidental, cuya función es totalmente desconocida, está abierta únicamente al exterior y actualmente alberga la taquilla.

A unos 200 metros de Santa María del Naranco, está la iglesia de San Miguel de Lillo. Su estampa, casi excesivamente vertical se debe a que sólo permanece en pie un tercio de la original (la nave central se eleva 11 metros sobre una base de apenas 3 y medio).

La disposición de elementos en la fachada principal (puerta de acceso al templo en arco de medio punto, gran ventanal central y dos pequeñas ventanas laterales) constituye una novedad en la arquitectura medieval española y confiere a San Miguel de Lillo un carácter marcadamente monumental. En esta portada, las ventanas son de formas diversas y sus vanos se cierran total o parcialmente con celosías de piedra profusamente decoradas.

Especialmente llamativo es el rosetón colocado en el vano superior, si bien parece que originariamente no fue realizado para ocupar ese lugar. Está rodeado de un doble círculo de ladrillo, un esquema que continúa el propio rosetón cuando, a su vez, traza otros dos círculos concéntricos, en este caso de piedra tallada en sogueado, que envuelven la roseta central, una flor de seis pétalos (alegoría de la inmortalidad). Este mismo dibujo se repite al completo en las ventanas laterales (sólo es original la que está protegida por un cristal) y de forma parcial, justo la mitad, en la que se abre sobre la puerta. El artista estructuró esta ventana en tres niveles y se limitó a reproducir medio rosetón para ocupar la parte superior del arco; la franja intermedia, muy estrecha, está fragmentada en cuatro arquillos apoyados sobre pequeñas columnas regordetas; y la parte inferior, de una altura equivalente a la suma de las dos anteriores, es un vano bíforo formado por arcos que se sostienen en columnas lisas y “barrigudas” (el diámetro del fuste es mayor en el centro que en los extremos).

La ventana de la fachada sur, también protegida por un cristal, pertenece a la fábrica primitiva: una estructura en dos niveles, la mitad superior cerrada por una compleja celosía de círculos enlazados y la mitad inferior ocupada por una ventana trífora compartimentada por arquillos con fustes sogueados y capiteles de tipo corintio. Similar a ésta es la ventana que se abre en la fachada norte.

Uno de los elementos decorativos más sorprendentes permanece en su lugar primero: las jambas esculpidas de la puerta principal, una copia magnificada de un díptico consular bizantino, posiblemente el de Aerobindus, del año 506.

Sobre el vestíbulo, a los pies del templo, se encuentra la tribuna real, a la que se accede merced a unas angostas escaleras que parten de las naves laterales y que se encuentran en el interior de dos estancias, adheridas a ambos lados del pórtico, cuya utilidad se ignora. La tribuna está a su vez comunicada con otros dos habitáculos laterales de función igualmente desconocida. Tanto a esas salas como a las escaleras se pasa por cuatro puertas rematadas con arcos de medio punto ricamente decorados: en sus roscas se ven relieves de tradición visigótica (discos de rayos, simbología del sol y también de Cristo, y flores de seis pétalos, alegoría de la inmortalidad, enlazados mediante tallos y limitados por sogueado). Además, en las enjutas, hay clípeos semejantes a los de Santa María pero de ornamentación más sencilla. Todo ello aparece acotado por la parte superior mediante una imposta de doble sogueado.

La tribuna se abre a la nave central por medio de un gran arco de medio punto apoyado sobre columnas estriadas con capiteles rectangulares tallados de gran belleza. Encima de la tribuna, hay un compartimento cerrado.

Las columnas que separan la nave central de las laterales llaman la atención por dos razones: la primera porque por primera vez en el arte asturiano se utilizan para tal fin columnas y no pilares; y la segunda, porque sus capiteles, y sobre todo sus basas, aparecen ricamente ornamentados, en tanto que sus fustes, que constan de varias piezas cilíndricas superpuestas, son lisos. Los capiteles, troncopiramidales, están compartimentados con el característico sogueado en campos cuadrangulares, algunos de los cuales permanecen vacíos mientras que de otros brotan motivos geométricos de clara inspiración vegetal. Las basas, de gran tamaño, también están compartimentadas por sogueado, pero los espacios así delimitados no son cuadriláteros sino arcadas bajo las que el artista cobijó figuras humanas leyendo o escribiendo en sus pupitres, imágenes que alternan con figuras aladas, en clara alusión a que el templo se levanta sobre la palabra (los evangelistas) y la gloria de Cristo (los ángeles).

Adyacentes a las columnas más próximas a la puerta (según entra, a derecha e izquierda), y situadas ya en las naves laterales, se encuentran pilastras formadas por varias piezas superpuestas y decoradas con motivos vegetales.

De la soberbia decoración que San Miguel de Lillo debió lucir en su día, hablan también los restos, escasos y muy deteriorados, de la pintura mural que cubría el interior de la iglesia. Dicen quienes la han estudiado que su colorido era de una gran viveza y resaltan la innovadora presencia de figuras humanas. Tan sólo se conservan dos fragmentos de representación humana, los dos en la nave meridional (mirando al altar, a la derecha):