L'église Saint-Martin est située sur un promontoire surplombant le village de Montmachoux dans un site remarquable.
L'église est un édifice médiéval de structure assez simple mais d'une belle ampleur. Elle possède un grand chœur et un clocher (probablement des XIIe et XIIIe siècles), et une nef étroite, désaxée par rapport au chœur. Édifiée en grès, l'église a conservé le bel aménagement du chœur datant du XVIIIe.
Elle a été inscrite au titre des monuments historiques en 1926.