Εκκλησία δίκλιτη βασιλή μετά τρούλλου, δισυπόστατη με την Αγία Μαρίνα, στην οποία είναι αφιερωμένο το βόρειο κλίτος. Στο κλίτος αυτό έχει μεταφερθεί το τέμπλο της Αγίας Μαρίνας του Χάλακα, καθως και η εικόνα της Αγίας, έργο του Εμμανουήλ Σκορδίλη. Ο ίδιος ζωγράφος αντιπροσωπεύεται στον ναό με άλλες τρείς εικόνες του. Τον Χριστό ως Μέγα Αρχιερέα, την Κοίμηση και τον Αρχάγγελο Γαβριήλ «απάνου στην πλαγινή πόρτα του τέμπλου» σύμφωνα με διατύπωση του Κόντογλου, που επισκέφθηκε την Μήλο το 1927. Ο Κόντογλου λέει και τα εξής για τις εικόνες: «Απ' αυτές η Κοίμησις κι' ο Χριστός, κανωμένα κατά το βυζαντινό τύπο είναι καλά έργα, ενώ ο Αρχάγγελος κι' η Αγιά Μαρίνα έρχουνται στο φράγκικο κ' είναι άχαρα κι' άψυχα».

Κτίστηκε σε άγνωστο χρόνο, αρχές του 19ου αι. Γίνεται μνεία του ναού από το 1840. Το 1843 εμφανίζεται ως ιδιόκτητος. Πουλήθηκε από την ιδιοκτήτρια του ναού το 1857, σε τέσσερις κατοίκους που την αγόρασαν για να την καταστήσουν ενοριακή. Οι νέοι αγοραστές ανακαίνισαν την εκκλησία και μετέτρεψαν την ξύλινη στέγη σε πέτρινα «θόλα» και επρόσθεσαν σ' αυτήν «κουμπέ», να επιδιοωρθώσει και επισκευάσει την αχιβάδα του ιερού, και να φτειάξει και το «καμπαναρείον» του ναού.

Μεταξύ των αφιερωμάτων στον ναό επισημαίνομε μίαν εικόνα του Αγίου με επάργυρο κάλυμμα, ρωσικής προέλευσης και τέχνης, με την επιγραφή: «ΑΦΙΕΡΩΜΑ Μ. ΒΟΥΡΑΚΗ 1883». Αριστερά και δεξιά, πάνω από τους ώμους του Αγίου υπάρχουν επάργυρες πλακέτες με τις λέξεις «ΑΓΙΟΣ» (αριστερά) και «ΣΠΥΡΙΔΩΝ» (δεξιά).

Το Δεσποτικό το έχει κατασκευάσει μηλιός ξυλουργός,

Σημειώνομε ότι ο Μιχαήλ Βουράκης, Μήλιος Κρητικής καταγωγής, ήταν έμπορος και εφοπλιστής με επαγγελματική δραστηριότητα στην Οδησσό και την ευρύτερη περιοχή της. Επίσης εκατέρωθεν της εικόνας υπάρχουν δύο μανουάλια επίσης ρώσικης τέχνης και προέλευσης, με την αφιέρωση: «Αφιέρωμα Ε. Μ. Βουράκη, Τανγαρόγ 1881. Φ.Ε». Τα δύο τελευταία ψηφία είναι χαραγμένα με καλλιτεχνική γραφή που μπορεί να διαβάζονται και «Υ.Ε» ή «Γ.Ε» ή άλλο τι. Η ρωσική πόλις Τανγαρόγ βρίσκεται στις ακτές της Αζοφικής Θάλασσας.