По мнению исследователей, Неа-Экклисия послужила образцом для данного типа храмов, что подтверждается такими её архитектурными репликами, как церковь монастыря Мирелейон, а в более позднее время – церковь Панагии Халкеон (1028 г.) в Фессалонике. Северная церковь сложена из плинфы, что исследователи считают характерной чертой архитектуры средневизантийского периода в целом и константинопольской IX–XI вв. в частности. Здесь эта строительная техника использована в чистом виде, а в соседней южной церкви усложнена за счёт применения широких слоёв раствора и особой декоративной кладки (преимущественно в слепых нишах и на апсидах), формирующей геометрический орнамент, как это было принято в палеологовское время. По внешней стороне трёх апсид северной церкви проходит длинная, выполненная на мраморных пластинах строительная надпись (сохранилась фрагментарно). В ней упоминается посвящение церкви Пресвятой Богородице, прославляется основатель монастыря Константин, уповающий на спасение. Исследователи отмечают, что изначально надпись легко читалась с большого расстояния благодаря контрастному сопоставлению выполненных из металла (свинца) букв и белого мраморного фона. Южная церковь, посвящённая святому Иоанну Крестителю, была построена императорицей Феодорой, дочерью императора Иоанна Ватаца, в 1282 г., в год смерти мужа императора Михаила VIII Палеолога, в качестве семейного мавзолея династии Палеологов, подобно тому, как семья Комнинов устроила мавзолей в монастыре Пантократора (Зейрек-Килисе-джами). Центральное пространство южной церкви ограничено четырьмя мощными опорами, на которые посредством сферических парусов опирается большой купол. Подкупольная зона и боковые нефы разделены между собой тройной аркадой. Между столбами с юга, севера и запада помещены колонны, по две с каждой стороны. Таким образом, боковые нефы и западная часть образуют деамбулаторий (круговой обход) вокруг наоса, увеличивая за счёт этого пространство здания, которое использовалось, например, для устройства надгробий или капелл, как это было принято в палеологовское время. Южная церковь выполнена в технике смешанной кладки, когда ряды плинфы (два или пять) чередуются с рядами камня. Эта техника соответствует позднему византийскому периоду искусства в Константинополе. Стены здания декорированы нишами и слепыми арками со стрельчатым завершением; ими, в частности, украшены три апсиды (центральная апсида имеет семиугольную форму). Над окнами и полукруглым завершением ниш помещены орнаментальные мотивы, выполненный из плинфы меандровый фриз, а также фриз в виде свастики, крестов, спиралей и др. Парекклисион, расположенный с южной стороны южной церкви и предназначенный для размещения в нём аркосолиев (сохранилось несколько мраморных плит), примыкает к экзонартексу, который, в свою очередь, проходит с западной стороны обеих церквей, объединяя их в комплекс.