南松浦郡岐宿町楠原にあり、内陸部の農村地帯で、周りは農家と田畑で囲まれている。近くには明治元年（１８６８）の弾圧で、キリシタンが投獄された「楠原キリシタン牢屋跡」がある。
明治４３年１１月、チリ神父の時完成し、コンパス司教により明治４５年１月に献堂された。
昭和４６年に祭壇などの後方部の祭壇部分を鉄筋コンクリートで大改修（拡張）し、初期天主堂の文化財的価値は失われたと言われている。
現在の楠原天主堂は前方部（当初）は煉瓦造りと後方部（改修）は鉄筋コンクリート造り、屋根は重層構造、平面は三廊式、内部立面は単層構造、天井はリブ・ヴォールト天井（コウモリ天井）、全体的に尖頭アーチを基調とするゴシック様式で統一されている。この天主堂は鉄川与助の指導により作られたものであり、堂崎天主堂、野首天主堂との類似性も指定されている。
