Храмът “Св. Димитър” е разположен в сегашната централна част на с. Арбанаси. Представлява издължена по оста изток-запад масивна каменна постройка, покрита с двускатен покрив. Размерите и са 25,70 х 10,80 м. Основният строителен материал е ломен камък, спойката е хоросанова, за изравняване на редовете са използвани дървени сантрачи. Обемът на сградата е лаконичен, стените са плътни, единствено прозоречните отвори им придават някаква пластичност.
Достигналата до наши дни църква има сложна архитектурна композиция. Олтарът, наосът и притворът на същинския храм са разположени последователно по оста изток-запад. Апсидата е полукръгла, пред нея е разположен каменен св. Престол. От двете страни са оформени дълбоки, полукръгли в горния си край ниши изпълняващи функциите на протезис и дяконикон. Наосът на църквата е еднопространствен, като в средата на северната и южната му стена са оформени два аркосолия. Връзката с притвора се осъществява чрез вход на западната стена, който се затваря с масивна дървена врата. Разположеният от северната страна на наоса параклис е еднопространствен. Апсидата е полукръгла, а пред нея в средата на олтарното пространство има каменна олтарна маса. Същинската църква и параклисът са обединени чрез Г-образна масивно изградена галерия. На северната и западната и стени има оформени входове, водещи към вътрешността на храма.Стенописната украса на същинската църква е завършена през 1621 г. За това съобщава ктиторски надпис, разположен над входната врата, върху западната стена на наоса. В него са упомената имената на дарителите с чийто средства е изпълнена зографията – арбанашкият първенец Георгиос и съпругата му Фрагула. Приписка в хроника на Псевдодоротей Монемзасийски съобщава, че преписът е направен от йерей Стилян и завършен на 29 май 1622 г. в църквата “Св. Димитър” в Арбанаси. Иконостасната преграда на черквата е изработена през 1794 г. със средствата на дарителите Диму и Лада. През 1834 г. по настояване на търновския владика Иларион Критски е направен ремонт на покрива и на оградния зид на църковния двор. През 1850 г. в храма “Св. Димитър” е извършен изборът на викариен епископ на Търновската митрополия.
Стенописната украса в същинската църква е частично запазена и към настоящия момент е в етап на реставрация. По стил, колорит и рисунък зографията се нарежда сред водещите художествени достижения на късносредновековната монументална живопис. Уникално за църковното изкуство на Балканите е разполагането на Древо Йесеево върху люнета на източната стена. Към най-добрите образци на живописта от XVII в. принадлежи и изображението на темата за Страшния съд. Иконографската му формула следва традицията на късновизантийското изобразително изкуство.
При археологически и архитектурни изследвания на паметника е установено, че преди появата на завършената през 1621 г. църква, сегашният параклис е съществувал като самостоятелен храм. Изграждането му се отнася към средата на XVI в., което го прави най-ранният култов паметник издигнат в Арбанаси. От този период на съществуване на храма е запазена зография, илюстрираща житиен цикъл на св. Георги. Добре се различават сцените: Георги и император Диоклетиан, мъченията на Георги в тъмницата с поставянето на камък върху гърдите и клада под краката му, хвърлянето му в ямата с негасена вар, мъченията върху колелото, обезглавяването на светеца. Това което характеризира тази живопис е яркият колорит, издължените пропорции на фигурите, усещането за стегнатост и равновесие в търсенето на композиционното решение.
В олтарната част на параклиса, върху южната и западната му стени са запазени участъци от втори, по-късен стенописен пласт. По стил, композиция и колорит те са сходни със стенописите в наоса на църквата. Това предполага близки дати по отношение на изпълнението им.
Консервационните и реставрационни дейности на стенописната украса в храма продължават.
