Sakristian i Tjällmo kyrka är byggd i vinkeln mellan koret och norra korsarmen. Det kraftiga västtornet kröns av en svängd huv med lanternin. Kyrkorummet (bild) täcks av ett tunnvalv av trä.
Den ursprungliga 1200-talskyrkan var en salskyrka med bred rektangulär plan. Dess murar återfinns i nuvarande kyrkas östvägg, västvägg och södra långhusvägg. 1704 revs nordmuren, långhuset blev smalare och norra korsarmen uppfördes, samtidigt utvidgades sakristian. Södra korsarmen tillkom 1758 och tornet 1767. Kyrkans interiör med trätunnvalven härstammar från 1750-talet. Vid Erik Lundbergs restaurering 1956-57 återfick kyrkan en del medeltida drag, 1300-talskrucifixet återfick sin plats i triumfbågen, medeltida kalkmålningar framtogs och korsarmarna kortades i kyrkorummet. Gravkapell inreddes i rummet under norra läktaren.
