Die Kirche zu Ammelshain ist eine romanische Chorturmkirche, die um 1250 erbaut worden ist. Ihr Grundriss ist mit rechteckigem Kirchenschiff, eingezogenem Chorturm und halbrunder Apsis typisch für den romanischen Dorfkirchenbau in der Region. Der Turm hat im oberen Bereich die typischen gekuppelten romanischen Fenster. 
Im Kircheninneren sind Emporen an drei Seiten, die aus dem 16. Jahrhundert stammen. Die Orgel ist von Conrad Geißler (Eilenburg) von 1883. Bemerkenswert sind im Altarraum die spätgotische Sakramentsnische sowie die barocken
Grabdenkmäler der Familie Thumshirn, besonders das figürlich gestaltete Epitaph für Christiane Sophie Thumshirn (gest. 1725) aus grauem und weißem Marmor.
Die beiden Glocken wurden 2005 neu gegossen. 2008 erfolgte eine umfassende Außensanierung der Kirche.