Mölltorps kyrka är förmodligen byggd under 1200-talets andra hälft. Kyrkans ytmått är de ursprungliga.
Fönstren har förstorats på 1700-talet. I västra gaveln sitter ett tredelat fönster, troligen medeltida, som ursprungligen bör ha suttit i korets sydvägg.
Kyrkans exteriör får sin särprägel genom den spånklädda takryttaren, troligen från 1400-talet. Under 1600- och 1700-talet satte lokala adelsmän sin prägel på interiören genom donationer.
Målningarna som pryder innertaket och läktarbröstet är utförda 1744 av Johan Liedbom i Läcköskolans anda.