Saint Michel de Cuxa est un édifice complexe, renfermant trois églises. La plus grande est dédiée à Saint Michel. Les deux autres sont des églises à plans carrés superposées, situées à l'ouest de Saint Michel, dans l'alignement de la nef. En surface, on trouvait l'église de la Trinité, aujourd'hui disparue. En-dessous, on peut toujours voir la crypte de la Vierge.

           Les six travées de la nef sont couvertes par une charpente sur arc diaphragme, rétablie au XXe, selon des plans du XVe. La nef s'appuie sur des collatéraux voûtés en demi-berceau, dont elle est séparées par des arcades cintrées. Les arcs outrepassés qui étaient présents à l'origine ont été arasés. Les arcades sont étroites et les piles qui les soutiennent ressemblent plus à un mur interrompu qu'à de véritables piliers. Côté sud, le vaisseau est éclairé par quatre fenêtres hautes. On ne trouve aucune source d'éclairage au nord.

           Le transept est bas et très saillant. Les croisillons sont voûtés en berceau (les berceaux étant perpendiculaires à la nef) et comportent de grandes arcades outrepassées.
           L'abside, rectangulaire, cloisonnée, est, par sa fragmentation en cellules, typique du préroman.

Les deux travées du chœur sont voûtées d'ogives depuis le XIVe (suite à un incendie). Elles sont éclairées par quatre baies. Deux longues chapelles rectangulaires, terminées en cul de four, entourent le chevet au nord et au sud. Elles s'ouvrent par des arcs outrepassés. A l'est, derrière le chœur, un couloir voûté en berceau sur arcs doubleaux relient les deux chapelles, formant une sorte de déambulatoire à angles droits. A côté des chapelles rectangulaires, on trouve deux petites chapelles en cul de four. Une tribune semblable à celle de Serrabonne avait été ajouté en 1040. Détruite au XIVe siècle, on peut en voir de beaux restes dans le cloître.

           La crypte de la Vierge est un édifice circulaire. Elle est munie d'une voûte annulaire tournant autour d'un pilier central de sept mètres de circonférence. La voûte, impressionnante, a été réalisée d'un seul trait. On voit aujourd'hui les traces du coffrage utilisée pour la confectionner. Les murs de la chapelle sont épais de deux mètres. Au nord et au sud, on trouve deux emplacements dédiés aux archanges Gabriel et Raphaël.
           La crypte elle-même est précédée d'un vaste passage destiné aux pèlerins. Celui-ci est constitué de trois vaisseaux de quatre travées, voûtés en berceau cintré, dont les pans descendent jusqu'au sol. On peut observer les mêmes traces de coffrage que dans la crypte.