La chiesa di San Martino in Casola è situata in località San Martino nel Comune di Monte San Pietro, a circa 10 km a nord-est da quest'ultimo passando per San Lorenzo in collina. La località di San Martino sorge sulle primi lievi alture tra le valli del Reno, Lavino e Samoggia, mentre la chiesa si trova a sud dell'attuale centro residenziale. La chiesa è perpendicolare all'asse stradale sul quale si affaccia invece il recinto dell'antico cimitero, facciata che costituisce lo sfondo visivo di via San Martino, per chi provenga dal paese, con la cappella cimiteriale dedicata a san Rocco e centrale tra i due accessi con cancelli in ferro battuto. La facciatadella chiesa è perpendicolare a quella dell'antico cimitero e discostata dalla strada, ma a questa collegata da un viale con l'area del sagrato circondata da cipressi.
La chiesa fa parte di un complesso volumetrico orizzontale composto dalla casa del campanaro, adiacente al fianco destro, dalla sagrestia, collocata sul fianco sinistro assieme alla cappella feriale (spazi dedicato esclusivamente alla preghiera e alla comunione con Dio) aperta sul presbiterio, e dalla canonica, contigua alla zona absidale, in prossimità della torre campanaria stretta tra questo edificio e la cappella feriale. La facciata dell'antico cimitero con l'oratorio di San Rocco è lo sfondo visivo dell'asse di Via San Martino, quanto l'inizio del suo perpendicolare che conduce alla chiesa.
Una torre campanaria si innalza stretta tra la canonica, a ovest dell'abside, e la cappella feriale, a sud del presbiterio con una cella campanaria illuminata da quattro finestre. Attraverso una bussola, come segno di un labirinto terreno, si entra nella chiesa ritmata in tre campate da lesene decorate con capitelli pseudo-tuscanici. Un arco affrescato a tutto sesto disegna il profilo della volta a botte della prima campata con al centro una lunetta e, sottostante sopra l'ingresso, una cartella marmorea a ricordo dei restauri del 1838. La prima campata presenta una copertura a botte, la seconda una copertura a vela, come le adiacenti cappelle, sopraelevate di un gradino rispetto all'aula e illuminate sui bracci da lunette sporgenti sulla modanatura.