L'església és d'estil neoclàssic i va ser dissenyada per l'arquitecte i enginyer francès Antoine d'Allemand (1679-1760).

El seu enfront presenta un frontó amb l'escut d'armes de França, i un pòrtic amb tres arcs de mig punt, dels quals només a través de l'arc central s'accedeix a l'interior del temple.

Sobre la porta principal hi ha una petita escultura del rei Sant Lluís, de recent creació, ubicada a l'interior d'una capelleta rematada amb la creu de "Tau", tribut de Sant Antoni Abat, antic patró del poble. Sobre aquest arc s'hi troben esculpits els escuts d'armes de dos personatges relacionats amb la fundació del poble; són el comte de Lannion i l'intendent Causan.

També hi podem observar la inscripció gravada pels francesos i que recorda la fundació del temple. Diu així: "DIVO LUDOVICO SACRUM DEDICAVERE GALLI AN MDCCLXI".

L'interior del temple presenta un atri amb els escuts del bisbe de Mallorca, Bernat Despuig i Cotoner, i del bisbe de Menorca, Pedro Antonio Juano. Sobre l'atri s'eleva el cor construït l'any 1805.

A la clau de l'arc del referit cor que s'obre cap a la nau hi ha un altre escut d'armes d'un senyor francès.

El temple és d'una sola nau, amb bòveda de creueria simple, i tres capelles laterals intercomunicades, de planta rectangular, que s'obren cap a l'interior de la nau. L'Altar Major, precedit per un arc trionfal de mig punt, conté dues talles: la primera representa Crist Crucificat i la segona el rei Lluís IX de França, sant titular de l'església.

El campanar de 31'5 metres d'alçada, presenta dos cossos, el primer de planta quadrada, on hi ha situades les campanes i que acaba amb una balustrada, i un altre de planta octogonal, amb quatre vans sobre dos dels quals hi apareix escrit el tetragramaton, és a dir, el nom de Déu en llengua hebrea.

Quan els francesos abandonaren l'illa el 1763, tan sols quedava per acabar el presbiteri, la sagristia i el campanar. Les obres van romandre paralitzades fins el 1782, en que es reanudaren i un any després el temple era beneit.

Al 1793 es va concloure el campanar, encara que el seu aspecte actual data de 1884 i va ser dissenyat pel bisbe Mercader.

Presentava les escultures dels quatre evangelistes, destruïdes el 1936, així com la pintura sobre tela "Sant Lluís venerant la Mare de Déu", del pintor francès Le Sueur, regal del duc de Richelieu i que havia estat propietat del germà del seu avi, el famós cardenal del mateix nom.