La Iglesia de San Mateo de Logrosán es uno de los mejores ejemplos de arquitectura gótica religiosa del Geoparque Mundial de la UNESCO Villuercas-Ibores-Jara. Tanto es así que, si se acuñase el gótico villuerquino como un estilo arquitectónico, éste sería uno de sus arquetipos. Como en la mayoría de los templos con cierta antigüedad, su estado actual es fruto de sucesivas reformas y añadidos realizados a lo largo de la historia. Esto, lejos de restarles valor, convierte a estos edificios en testigos de la evolución de las corrientes culturales
La Iglesia de San Mateo, dedicada al apóstol y evangelista San Mateo, es el edificio histórico artístico más notable de Logrosán. Se estima la fecha de su construcción entre finales del siglo XV e inicios del XVI. Su estilo es gótico, aunque también tiene elementos renacentistas. El edificio posee dos partes bien diferenciadas: la más antigua, que conforma la mayor parte de la iglesia, y la más moderna, formada por la capilla mayor, el tramo inmediato a ella y la sacristía. Estas últimas fueron levantadas en el siglo XVI y son de estilo renacentista.
Su planta es rectangular y de tamaño considerable, dividiéndose en tres naves. Como es habitual en este estilo de templos, la nave central es más ancha y alta que las dos laterales. Robustos pilares de sección cruciforme separan las tres naves y, sobre estos, se alzan arcos ojivales fajones (integrados en la bóveda de cañón) y formeros (paralelos al eje longitudinal de la nave). El resultado de la disposición de estos pilares es la división de la nave central en cuadrados y de las naves laterales en rectángulos. Estos espacios están cubiertos a su vez por bóvedas de arista. Al final de las tres naves se encuentra la cabecera a modo de falso crucero, con bóvedas de crucería típicamente góticas. Un magnífico arco triunfal con una bóveda en forma de venera hace de separación entre la cabecera y el resto del templo. Como detalle curioso, en la piedra de la clave (la última que se pone y que garantiza la solidez de la estructura) aparece esculpido el rostro de San Mateo.