El convent està constituït per un grup d’edificis de cronologies diverses (XIII-XVII), situat al voltant d’un claustre renaixentista. De l’església, les quatre últimes seccions amb l’absis són construccions dels temps dels templers (segle XIII) —hom creu que és l’última construcció que fan els templers a Catalunya abans de la seva abolició—, mentre que la façana (atri) i el primer tram (cor) pertanyen a la meitat del s. XV, i per tant són construïts en època hospitalera. La resta del convent es va construir durant l’estada franciscana (XVI-XIX); l’única peça que ens ha arribat d’aquest període, en molt mal estat de conservació, és el claustre renaixentista, construït al segle XVI.

El magistrat d’Horta, perquè el santuari estigués més ben atès, va cridar els franciscans. Sembla que aquests van anar-hi pels voltants de l’any 1517. Els frares no s’hi van estar gaire temps, i no se sap per què van marxar, i el convent va quedar una altra vegada abandonat. Davant d’això, els governants d’Horta, aprofitant l’estada de Carles I a Montsó, on estaven reunides les Corts catalanes, van acudir a ell perquè intercedís davant el provincial dels franciscans i aquests tornessin a Horta, i així va ser. La data exacta de la seva tornada no se sap, però es dedueix que si les Corts van ser el 1542, cap al 1543 els franciscans ja tornaven a habitar el convent, els quals li van posar la denominació franciscana de Nostra Senyora dels Àngels. D’aquesta manera s’inicia un període de presència franciscana que duraria fins al 1835: en total, uns 292 anys. El fet més significatiu de tota aquesta etapa és la presència del llec franciscà Salvador Pladevall, conegut avui en dia com a sant Salvador d’Horta.

L’estada de sant Salvador va ser d’uns dotze anys (1547?-1559), i la seva fama de miracler va fer incrementar enormement les visites de devots i fidels que buscaven curació dels seus mals. Es diu que hi havia dies que s’hi congregaven fins a dos mil pelegrins. Aquesta circumstància va fer que el convent anés creixent i ampliant les seves dependències amb esplèndida pedra de carreus. També va ajudar a fer créixer l’edifici el fet que els superiors de l’orde hi realitzaven els cursos provincials de Filosofia. Es van construir oficines al cor, es va fer la sagristia, la biblioteca, la cuina, el refectori, es van fer més cel·les: així el convent podria tenir els seus novicis i estudiants. Es calcula que pels volts del 1576 van marxar del convent els frares menors o observants, que van ser substituïts pels recol·lectes que buscaven llocs retirats i lluny de poblacions. En el segle XVIII la comunitat franciscana era d’uns trenta religiosos.

La part de l’església que correspon a l’època del Temple és d’una sola nau rectangular, amb absis semicircular, més estret que la nau i amb contraforts. La planta està dividida en cinc trams rectangulars per arcs de diafragma apuntats coincidents amb els contraforts. Al mig d’aquests trams hi ha finestres altes de doble esplandit i arc de mig punt diafragmat. L’absis va presidit per un arc triomfal, de mig punt, bastant més baix que els de la nau, cosa que permet foradar l’extradós amb un òcul. La volta de l’absis és el clàssic quadrant d’esfera romànic nervat a la manera provençal, poc habitual a Catalunya. Al costat de l’epístola hi ha una porta amb arc escarser cap a l’interior i de mig punt cap a l’exterior, que de ben segur devia ser la porta primitiva de l’església i que en l’època franciscana es degué utilitzar per accedir al claustre. Aquesta part de l’església està considerada per alguns estudiosos com l’element arquitectònic religiós més important de l’orde del Temple a Catalunya. L’estudiós Joan Fuguet ens apunta que l’església de Santa Maria dels Àngels, abans de ser allargassada en les etapes posteriors als templers, tenia unes dimensions de 15 m de llarg per 9 m d’ample, mides que es corresponen amb les d’altres construccions templeres, i que aquesta proporció representa un càlcul de la secció àuria.