La chiesa di San Martino di Carpiano ha un impianto basilicale. L’interno è suddiviso in tre navate da pilastri cruciformi che sorreggono arcate longitudinali a sesto acuto. Il presbiterio termina in tre absidi: la maggiore e la nord con andamento poligonale, quella sud semicircolare. La chiesa è interamente voltata: il presbiterio presenta una classica volta tardogotica esapartita, la navata maggiore una volta a botte mentre le navate laterali sono coperte da crociere su archi di imposta a sesto acuto. La chiesa riceve luce, oltre che dai rosoni absidale e di facciata, anche da monofore a spalla dritta e profilo archiacuto, che ritmano le pareti laterali e il catino absidale maggiore. In controfacciata è collocata una balconata dove si trova l’organo.
All’esterno la facciata della chiesa ha profilo a salienti sottolineato da frange continue di archetti pensili, che riflette strutturalmente l’andamento interno delle tre navate con la maggiore più alta delle laterali. Sul lato settentrionale si aprono alcune cappelle, mentre sul lato meridionale si innalza la torre campanaria a pianta quadrata. La facciata è dotata di tre ingressi: i laterali con profilo archiacuto di minori dimensioni e il portale maggiore centrale, preceduto da un elegante protiro su quattro colonne tortili decorate con rosette, tralci di vite e animali fantastici, che si ritengono provenienti dalla Certosa di Pavia.
XIV – La presenza di un complesso monastico a Carpiano è documentata a partire dal 1399. Il monastero era compreso tra i beni della Certosa di Pavia, alla quale venne donato da Gian Galeazzo Visconti nel 1396.
XVI – Verso la metà del Cinquecento alla chiesa fu annessa una grangia.
1769 – Il monastero dipendente dalla Certosa di Pavia fu soppresso ufficialmente nel 1769.
2002 – Tra il 2002 e il 2014 vengono intrapresi diversi interventi di restauro. Nel 2002 viene restaurato il pronao della chiesa, crollato l’anno precedente. Tra il 2003 e il 2004 viene continuato il restauro del pronao e impostato il restauro delle facciate laterali, oltre al sagrato. Nel 2011 vengono restaurate la cassa e la balconata dell’organo Bernasconi grazie a un contributo CEI derivante dall’8×1000. Nel 2014 viene rifatta la copertura della chiesa; nel frattempo vengono approntati i lavori per il risanamento conservativo del salone dell’oratorio.