De oorspronkelijke kerk van Dilsen stond in het oude dorpscentrum aan de Maas. Aangezien deze kerk door de bevolkingsaangroei in het begin van deze eeuw te klein was geworden, werd besloten een nieuwe kerk te bouwen, nu in het centrum van de nieuwe dorpskern, die zich in het gehucht Houtissen had ontwikkeld en ondertussen belangrijker was geworden dan het oorspronkelijke dorp. De nieuwe kerk in neogotische stijl werd gebouwd in 1908-12 naar ontwerp van H. Martens (Stevoort) en V. Lenertz (Leuven), licht gewijzigd door provinciaal architect L. Jaminé.

De plattegrond beschrijft een driebeukige kruisbasiliek met schip van vijf traveeën, transept van één travee, koor van twee rechte traveeën met vijfzijdige sluiting, een vierkante toren aan de zuidzijde van de voorgevel, met ronde traptoren tussen voorgevel en toren, een zijkoor aan weerszijde tegen de eerste rechte koortravee, en een sacristie aan de zuidzijde van het koor, met ronde traptoren tussen sacristie en zijkoor. Ommuurd kerkhof ten noorden van de kerk.

Bakstenen gebouw onder zadeldak (leien). Bakstenen plint met hardstenen afzaat. De middenbeuk is voorzien van spitsboogfriezen op hardstenen consooltjes onder de dakrand, de zijbeuken van bakstenen dropmotieven. Steunberen met hardstenen afdekking. Spitsboogvensters in een geprofileerde omlijsting met hardstenen afzaat. De westelijke gevel van de middenbeuk is de voorgevel: getoogd portaal in geprofileerde omlijsting met hardstenen neuten, negblokken, halfzuiltjes, imposten en tussendorpel; spitsboogvormig timpaan met hardstenen druiplijst; flankerende spitsboogvenstertjes; erboven een groot roosvenster met natuurstenen maaswerk en hardstenen druiplijst; in de geveltop een spitsboogvormig drielicht. Toren van vier geledingen met op de hoeken haaks op elkaar geplaatste steunberen. In de zuidelijke zijde een getoogd portaal confer supra. Spitsboogvensters in de tweede geleding. In de derde geleding spitsbooglisenen waarbinnen smalle, rechthoekige venstertjes. In de bovenste geleding op elke zijde twee spitsboogvormige galmgaten. Naaldspits (leien) op elke hoek voorzien van een spits.

Bepleisterd interieur. Tussen midden- en zijbeuken, spitsboogarcaden op hardstenen zuilen met neogotisch bladkapiteel. Overdekking door middel van kruisribgewelven tussen spitsbooggordelbogen gedragen door colonnetten met gesculpteerde kapitelen in de middenbeuk, in de zijbeuken door gesculpteerde consoles tegen licht uitspringende pilasters. Straalgewelf boven het koor. Spitsboogvormige scheibogen tussen schip, transept en koor.

Mobilair: schilderij met voorstelling van de Aanbidding der Herders, afkomstig uit de oude kerk, doek, Vlaamse School; waarschijnlijk een gift van baron de Rosen in 1714; grisaille op doek met voorstelling van Sint-Martinus Bisschop (18de eeuw). Beeld van Onze-Lieve-Vrouw met Kind, gotisch, gepolychromeerd lindehout (circa 1380), Maasland, Luik of Maastricht; beeldengroep Sint-Martinus en bedelaar, gepolychromeerd hout (16de eeuw); beeld van Sint-Paulus, Roermond, eik (17de eeuw); beeld van Sint-Petrus, Roermond, eik (17de eeuw); Calvariekruis, hout (?); Calvariekruis in het zuidportaal, gepolychromeerd hout (tweede helft 19de eeuw); beeld van vrouwelijke heilige, hout (18de eeuw).

Neogotische hoofdaltaar (1930) en zijaltaren. Neogotische communiebank, eik. Twee biechtstoelen, eik (circa 1700). Torenuurwerk afkomstig van de oude kerk, een gift van het Sint-Servaaskapittel, vervaardigd in Les Ateliers de la Meuse te Luik (1627).