La chiesa di San Nicolao è il monumento romanico più importante del Canton Ticino. L'edificazione della chiesa con un monastero benedettino soppresso nel secolo XV era già attestata nel 1202 (stante quanto si legge in una pergamena proveniente della Parrocchia di Chironico) e fu completata nel 1210. Nel 1298 la chiesa viene menzionata come pertinenza dell'ordine benedettino, dipendente direttamente dalla potente Abbazia di Fruttuaria, nel territorio di San Benigno Canavese. É molto verosimile dunque che essa fungesse da chiesa di un attiguo convento del quale non rimane oggi alcuna traccia. Già al momento della visita pastorale di San Carlo Borromeo nel 1570, del cenobio non si sapeva più di quanto venisse tramandato dalla voce popolare. L'edificio è databile al secondo decennio del secolo XII. Negli anni 1940-1945 fu eseguito un restauro diretto da Paolo Mariotta (1905-1971), nel corso del quale furono in particolare cancellati gli affreschi del 1587 nella cripta, demolito il soffitto ligneo piano del secolo XVIII, tamponata l'apertura settecentesca in facciata.
Si presenta come un edificio rettangolare in conci di granito regolarmente e accuratamente disposti, concluso da un coro quadrato e da un'abside semicircolare. Lo stile architettonico della chiesa, a navata unica, interpreta fedelmente i canoni del romanico lombardo. La facciata, divisa in tre assi, presenta la tipica forma a capanna, con due alte lesene, unite in alto da arcate cieche binate, che inquadrano il portale ed archetti pensili che danno slancio all'edificio; il timpano presenta una bifora e una finestra cruciforme. Sulla facciata, il portale centrale è impreziosito da due leoni stilofori e da capitelli scolpiti.
Ambedue i portali ovest e sud hanno un architrave e archivolti graduati compresi in un arco cieco rialzato che a sud sviluppa un'edicola aggettante. In basso, sempre sulla facciata, trovano posto robuste sculture in pietra di forma zoomorfa e fantastica, tipici del gusto ispirato dai bestiari medievali.
Le decorazioni realizzate con conci di pietra che disegnano gli archetti pensili, corrono lungo tutta la chiesa, sulle pareti laterali e lungo l'abside semicircolare. Un secondo portale, che si apre nella parete sud, presenta anch'esso interessanti elementi scultorei, come le barbute teste virili ricavate nelle mensole decorative che sorreggono l'architrave. Nell'angolo nord-est della navata il campanile pensile della chiesa presenta, ai vari piani, la consueta successione di monofore nei primi due piani e bifore in quelli superiori ed è coperto da tetto a padiglione.