És una església rural i austera, de les més antigues d'Andorra.[2] La planta d'una única nau rectangular amb un absis quadrangular a l'est separat de la nau per un arc triomfal que ocupa tota la llum. En el costat oest es va aprofitar el desnivell del terreny per construir un nou cos de dues plantes amb un pòrtic cobert i a sobre el cor. La porta quadrada s'obre a la façana sud. El sòl de la nau té un desnivell de 55 cm.[2]
Els murs són de blocs irregulars de pedra calcària i llicorella. La teulada a dos vessants cobreix també l'absis. Del mur oest sobresurt un campanar d'espadanya d'un sol ull amb coberta de mig punt bombada.
↑«Sant Romà dels Vilars». Patrimoni Cultural d'Andorra. Govern d'Andorra. [Consulta: 17 agost 2017].
↑ 2,02,12,2 «Sant Romà dels Vilars». A: Alt Urgell. Andorra. Barcelona: Pòrtic, setembre del 1999, p. 140-141 (Catalunya Romànica. Guies comarcals). ISBN 84-7306-543-3.
