Ancienne église paroissiale, elle a été édifiée au XIe siècle. Elle était consacrée à un des saints les plus populaires du Moyen Age, Saint Gilles, ermite des forêts de la Gaule. Les comtes de Toulouse, originaires de Saint-Gilles du Gard, le vénéraient particulièrement. Au-dessus de l’église, le clocher juché sur une plate-forme  repose sur les restes d’un fort romain. Derrière le clocher, un escalier taillé dans le roc conduit  à un embarcadère vers l’autre rive. A l’intérieur, on peut lire une traduction de la charte en langue d’oc accordée aux habitants d’Ambialet par Roger Trencavel, seigneur d’Ambialet, Albi et Carcassonne. 

       A plusieurs reprises incendiée et détruite, depuis la guerre des Albigeois et lors des guerres de Religion, elle fut récemment restaurée pour servir de salle d’exposition. Elle mesure environ 12 mètres de longueur et 10 mètres dans sa plus grande largeur ; elle permet de disposer d’une quarantaine d’emplacements de grands tableaux. Le chœur taillé dans la paroi rocheuse, la voûte en ogive, mettent en valeur peintures et sculptures.