Georiënteerde hallenkerk van oudsher omgeven door een kerkhof en sinds de 17de eeuw gelegen rechtover de pastorie.

11de-12de eeuw: ten westen van het "Oude Zwin" of "Sluyssche Vaart", rondom een verhoogde plaats (5 meter boven zeeniveau), ontwikkelt zich een kleine bewoningskern met een gebedshuis toegewijd aan Sint-Niklaas.

1252: vermelding van het gebedshuis, afhankelijk van de Brugse Onze-Lieve-Vrouwkerk.

14de eeuw: bouw van een eerste bakstenen, éénbeukige kerk. Van deze kerk resten vandaag nog de koorafsluiting en de apsis met steunberen, evenals de twee zuilen en de twee halfzuilen tussen de midden- en noordbeuk, en muurzones van de oorspronkelijke westgevel, nu aan de oostzijde van het portaal. Op beide hoeken van deze oorspronkelijke westgevel staan steunberen en in het midden steekt een spitsboogopening met afgeschuinde kanten. De zuilen van de noordelijke scheibogenarcade hebben nu vrij sobere, achtzijdige kapitelen, in 1864 echter nog versierd met vegetale motieven.

16de-17de eeuw: na vernielingen in de 16de eeuw, afbraak van de noordbeuk en aanpassen van de overgebleven twee beuken onder meer dichten van de scheibogenarcade tussen de noord- en middenbeuk.

1853: bouw van een westtoren met twee zijvleugels tegen de westgevel van de hoofdbeuk. Vervolgens wordt de noordbeuk herbouwd en de scheibogenarcade heropend. De zuidbeuk wordt volledig afgebroken en heropgebouwd naar analogie met de noordbeuk, eveneens in gele baksteen.

1867-1871: uitvoering van werken naar plannen van provinciaal architect Pierre Buyck.

1980-1985: restauratie naar ontwerp van de Brugse architect Piet Viérin onder meer vernieuwen van alle vensters, heropenen van de twee zuidelijke koorvensters en reconstructie van de linker sacristie.

De huidige plattegrond ontvouwt een driebeukig schip van vijf traveeën, een aansluitende koorpartij van twee traveeën en een driezijdig koor.

Baksteenconstructie onder leien zadeldaken.

Westgevel voorzien van drie puntgevels met verjongende steunberen en muurankers, waarbij de centrale gevel doorsneden is door een westtoren. In het gevelvlak van de zijbeuken steekt telkens een spitsboogopening met bakstenen monelen, maaswerk en dorpel in kalkzandsteen, boog in rode baksteen en glas in lood. Naast de Tudorbogige toegangspoort met negblokken in Doornikse kalksteen en een druiplijst in baksteen, steekt telkens een vensteropening met driepas in kalkzandsteen, glas in lood en bakstenen druiplijst. Westtoren onderbroken door een spitsboogvenster met maaswerk in glas in lood, spleetvenster, druiplijst en aan de vier zijden telkens twee galmgaten. Ingesnoerde torenspits bedekt met leien en voorzien van dakkapellen en een smeedijzeren torenkruis. Aan de noordzijde van de westgevel bevinden zich sporen van een in 1980 afgebroken grafkapel van de familie van Caloen uit 1912.

Zijbeuken van telkens vijf traveeën opgedeeld door verjongende steunberen. Puntgevels bekroond door arduinen kruisen van 1905 en met een spitsboogvenster met moneel en maaswerk in kalkzandsteen, glas in lood en boog in rode baksteen. Tandlijst in baksteen onder de houten bakgoot.

Koor met driezijdige apsis in gotisch metselwerk. Iedere travee is voorzien van spitsboogopeningen met neogotische brandglasramen (apsis) en maaswerk in kalkzandsteen. De steunberen hebben vier verjongingen waarbij de tweede gelijk loopt met een waterlijst; onderaan de vensterdorpels. De afgeschuinde dagkanten van de koorvensters zijn voorzien van een kraalprofiel met voetjes en bladkapiteeltjes in kalkzandsteen. Het zuidelijk venster in de apsis werd na de restauratie in 1982 verhoogd tot op het oorspronkelijk niveau. Bovenaan het metselwerk loopt een boogfries met natuurstenen kraagstenen. Sacristie. De sacristie ten zuiden van het koor werd bijgebouwd in 1860. De noordelijke sacristie dateert uit 1877 en functioneerde eerst als grafkapel.

Interieur. Sober interieur met bepleisterde en witgeschilderde wanden en kleuraccentuering van de zuilkapitelen en de gewelven. Vernieuwde binnendeuren en kerkvloeren.
Portaal opgesplitst in drie ruimtes; beide kleine zijruimtes zijn elk toegankelijk vanuit de middenbeuk en vanuit de zijbeuk. De centrale inkom geeft via een dubbele deur toegang tot de middenbeuk. De drie Tudorboogdeuren in de middenbeuk zijn elk voorzien van een druiplijst. Scheibogenarcade tussen midden- en zijbeuken bestaande uit twee zuilen en twee halfzuilen met achthoekig kapiteel en geprofileerde spitsbogen. Aan de oostzijde telkens een eenvoudige 14de-eeuwse spitsboogopening. Middenbeuk voorzien van tongewelf met ribben, trekbalken, stucfiligraan en centrale cartouches in neorococostijl. Gewelf van apsis eveneens afgewerkt met ribben, stucfiligraan en cartouche. Zijbeuken met spitstongewelf, spanijzers en ribben. De binnenzijde van de muren van koor en apsis zijn afgewerkt met 14de-eeuwse verdiepte muurnissen met spitsboogfriezen, kraalprofielen, bladwerkkapiteeltjes en kraagstenen van natuursteen, deels figuratief. In zuidelijk apsistravee gesloten spitsboogopening en verdiepte nis met drielob, eveneens met bladwerkkapiteeltjes en kraalprofiel. In de vier hoeken van de koorafsluiting neogotische consoles en baldakijnen waarachter telkens een halfzuil naar het gewelf toeloopt.

Mobilair. Meubilering quasi integraal neogotisch. Granieten doopvont uit 1859 met messing deksel en sierplaten op de kuip. Neogotisch hoofdaltaar uit 1875, in 1985 verhuisd naar de rechterzijbeuk. Neogotisch zijaltaar uit 1876 toegewijd aan Onze-Lieve-Vrouw. Preekstoel uit 1877, thans gedemonteerd. De drie brandglasramen in de apsis dateren eveneens uit 1877 en stellen Sint-Theodorus, Sint-Jacob de Meerdere, Sint-Vincentius a Paulo, Sint-Marcus, Sint-Carolus Borromeus en Sint-Eduardus voor, met wapenschilden van de schenkers. Kerkmeesterbanken uit 1876. Het koorgestoelte werd geplaatst in 1879. De biechtstoelen dateren uit 1880. Naast het zijaltaar in de linkerbeuk een nis uit 1962 met 17de-eeuws beeld 'O.-L.-Vrouw, Gezondheid der zieken'. 18de-eeuws reliekborstbeeld van Sint-Niklaas in neogotisch reliekschrijn. Grafplaten en epitafen uit 17de, 18de, 19de en 20ste eeuw. Neogotische kruiswegstaties. Beeld van Sint-Jan Nepomucenus van beeldhouwer P. Pepers uit 1765. Neogotische beelden van Onze-Lieve-Vrouw en Kind, Gekruisigde Christus en Sint-Jozef met Jezus. In de grote spitsboogopening van de westtoren werd het orgel aangebracht omstreeks het midden van de 19de eeuw, evenals het doksaal dat toegankelijk is vanuit de noordelijke zij-inkom. Overal in de kerkruimte hangen obiitborden uit de 19de, 20ste en 21ste eeuw.

Rond de kerk ligt het kerkhof, gedeeltelijk ommuurd, met de graven waaronder die van adellijke families die de kastelen in Koolkerke bewoonden zoals van Caloen, Arents de Beerteghem en de Knuyt de Vosmaer. Enkele epitafen zijn in de zijgevels ingewerkt. De belangrijkste paden zijn afgezoomd met linden, zoals die tussen kerk en pastorie.