La chiesa di San Francesco e l’annesso convento furono realizzati a partire dal 1235 ad opera dei Francescani.
La struttura mostra le forme architettoniche tipiche del periodo in cui avvenne il passaggio dallo stile romanico allo stile gotico.
La facciata accoglie un portale con lunetta affrescata risalente al XV secolo, e raffigurante la Madonna col Bambino e i santi Francesco e Caterina.
La chiesa è internamente ad una sola navata con tetto a capriate e abside quadrilatera, decorata da un arco trionfale tardo-gotico.
All’ingresso si notano addossate alla parete due frammenti di pietra arenaria scolpiti, e il monumento sepolcrale gotico di Bartolomeo Brancaleoni, signore di Mercatello.
Da ammirare lungo la parete destra della navata, una nicchia occupata dall’affresco raffigurante la Madonna col Bambino tra i Santi Caterina e Ludovico sovrastati dall’immagine del Padre Eterno tra angeli e serafini.
Segue entro un’altra nicchia, un affresco con la Madonna in trono e il Bambino in piedi sulle ginocchia lateralmente affiancati dai Santi Antonio Abate e Sebastiano.
L’ingresso all’abside è segnato da un arco in travertino del 1425 lateralmente affiancato dalle statue di Santa Veronica e Beata Margherita; si noti la presenza sui capitelli delle statue in marmo di Carrara che raffigurano San Francesco e San Bonaventura, mentre nel timpano, spicca lo stemma Brancaleoni.
Da ammirare la vetrata dipinta con le immagini di San Francesco, Sant'Antonio di Padova, seguite dalle scene della Natività, della Crocifissione, e delle Stigmate di San Francesco.
L’altare, mentre, è sovrastato da un polittico realizzato da Giovanni Baronzio nel 1345, dove al centro è raffigurata la Madonna col Bambino, e lateralmente i Santi Caterina, Paolo, Ludovico, Pietro, Giovanni, Francesco, Michele, e Chiara.
La volta è stata affrescata con le immagini dei quattro evangelisti dal pittore Girolamo Genga nel XV secolo.
Dall’interno della chiesa è possibile raggiungere anche il museo dedicato a San Francesco ospitato nella sacrestia e nel piano superiore dell’edificio.