Un tempo, lo spazio attualmente occupato dalla chiesa era attraversato dalle mura cittadine con la porta romanica. La costruzione dell' edificio sacro ebbe una lunga durata. La fondamenta furono gettate all' inizio del 19° secolo (1804). Al tempo dell' occupazione francese dell' Istria (1805-1813), la costruzione continuó, per avere poi un lunga interruzione. Tra il 1927 ed il 1935 i lavori furono ripresi e la chiesa fu portata definitivamente e termine (al tempo del parroco Giuseppe Martinolli). Il 19 marzo 1935 fu consacrata dal vescovo parentino Trifone Pederzolli durante una solenne festa religiosa (il testo in lingua latina é conservato nella chiesa). Dinanzi alla chiesa dalla facciata con frontone triangolare si trova una scalinata.

Sul portale c'é la scritta in lingua latina: VERE LOCUS ISTE SANCTUS EST (Questo luogo é davvero santo). Nell' altra scritta, sulla facciata, sono citati la storia della chiesa, il papa Pio XI, il re d' Italia Vittorio Emanuele ed il vescovo parentino Trifone Pederzolli. Il campanile é stato eretto nel 1991.

L' interno della chiesa é a tre navate, divise l' una dall' altra da due file di quattro colonne in pietra. Sulle colonne sono impressi i nomi dei donatori. I capitelli hanno ornamenti floreali (palmette con volute), mentre nel presbiterio ci sono due archi con immagini sacre dipinte nel 1946 dal pittore rovignese Antonio Macchi, su ordinazione del sacerdote Francesco da Piran.Nel primo arco vi sono rapprsentate immagini di vita di San Martino e Santa Fosca. Nell' angolo sinistro San Martino taglia con la spada il mantello militare per donarne un pezzo ad un mendicante infreddolito.

Nell' angolo destro é raffigurato il martirio di Santa Fosca ed al centro c'é Cristo con le braccia aperte. Il tutto é completato dl testo in lingua latina: SANCTI NOSTRI MARTINE ET FUSCA INTERCEDITE PRO NOBIS (Santi nostri Martino e Fosca, pregate per noi).Nel secondo arco, tra motivi floreali sono raffigurati angeli ed agnelli, mentre al centro c'é il simbolo di Cristo, l Agnus Dei (Agnello di Dio). Sullo stesso é riportato il testo: ECCE AGNUS DEI: ECCE QUI TOLLIT PECCATA MUNDI (Ecco l'agnello di Dio che toglie i peccati del mondo) L'inventario artistico della chiesa é molto modesto. Il battistero in marmo nella navata sinistra é stato preso dall' antica chiesa di San Martino, che un tempo si trovava nella piazza centrale di Orsera. E' un vero peccato che dalla chiesa sia stata trafugata la statua lignea gotica della Madonna, del 14° secolo, che prima si trovava nella basilica romanica di Santa maria sita nel porto della cittadina. Adiacente alla chiesa é la canonica del 1935.