Les thermes d'Entrammes comprennent un corps principal rectangulaire, long de 28,50 mètres, large de 10 mètres et haut à l'origine de 10 mètres. Celui-ci était complété à l'ouest par un corps secondaire plus bas abritant la chaufferie et à l'est par une aile perpendiculaire ou un simple pavillon contenant le vestiaire. Le mur sud du corps principal, dont les assises de moellons réguliers alternent avec des arases de brique, est percé de baies surmontées d'arcs de brique, qui étaient disposées symétriquement : 2 portes en plein cintre (dont l'une à l'est est très lacunaire) encadraient 2 fenêtres rectangulaires (dont l'une à l'est a été dénaturée par l'inclusion d'un encadrement de porte au XIXe siècle) surmontées chacune d'un tympan et d'une fenêtre circulaire. Ces 4 ensembles de baies correspondent aux 4 pièces qui se succédaient, d'est en ouest : les bains froids, la salle tiède, l'étuve et les bains chauds. Les 3 pièces orientales étaient chauffées grâce à des hypocaustes : sous le sol, porté par des piles en brique, était ménagé un espace permettant la circulation de l'air chaud. Des tubes de terres cuite, inclus dans les murs, assuraient la diffusion de la chaleur et l'évacuation des gaz. L'église, de style néo-roman, possédait une nef unique. Elle est dotée d'un transept, dont les bras ouvrent chacun sur une absidiole, d'un chœur à abside circulaire et d'une tour-clocher, située à l'angle formée par le chœur et le bras sud. Ses encadrements de baies sont en tuffeau taillé. Ses volumes sont scandés de piliers composées. Ils sont couverts de fausses voûtes brisées en briques enduites percées de lunettes et rythmées d'arcs doubleaux. La croisée du transept est surmontée d'une fausse coupole sur pendentifs.