Estructura y Exterior:
Mientras que Agoncillo destaca por sus contrafuertes acusados y su carácter defensivo, la iglesia de Carbonera presenta una estética de arquitectura rural de montaña:

Muros y Contrafuertes:

Está construida en mampostería con refuerzos de sillería en los ángulos. Los contrafuertes son más bajos y macizos, diseñados para contener el empuje de una nave única sobre un terreno irregular.

La Torre:

Se sitúa a los pies del templo. Es de planta cuadrada y construcción robusta, dividida en dos cuerpos. A diferencia del husillo perfectamente labrado de Agoncillo, la torre de Carbonera es de una sencillez absoluta, rematada por un tejado a cuatro aguas, cumpliendo una función estrictamente de campanario y vigía del valle.

El Acceso:

Presenta una portada sencilla, protegida por un pórtico que es común en las iglesias de la sierra riojana para resguardar de las inclemencias del tiempo, un elemento que contrasta con la gran portada de los pies de Agoncillo.

El Interior, Nave y Bóvedas:

El templo presenta una sola nave dividida en tres tramos. Las cubiertas, que sustituyeron a las techumbres de madera medievales, son bóvedas de crucería sencilla con nervaduras que descansan sobre ménsulas empotradas en el muro.

Impronta Personal:

Lo que en Agoncillo es «buque defensivo», en Carbonera es sobriedad montañesa. El mantenimiento de su estructura original, pese a estar en una zona que ha sufrido el azote de la despoblación, le otorga un valor de autenticidad muy superior a otros templos más reformados.