Esta basílica está construida encima de una antigua iglesia de San Juan Bautista de León, se amplía en los primeros años del siglo XI, construyendo así un pórtico de tres naves cubiertas con bóvedas de arista, columnas y pilares cruciformes con medias columnas adosadas, los capiteles tienen un claro ejemplo del arte románico.

Sobre los pies del pórtico y del templo, podemos ver una tribuna. Las tres naves que dispone el edificio, están separadas por pilares cruciformes: la nave central está cubierta con bóvedas de cañón reforzada por fajones, y las laterales son más bajas, con bóvedas de arista, tiene un crucero de una sola nave que sobresale en planta, su planta es de cruz latina.

Los ábsides son abiertos directamente a la única nave del crucero. Los arcos de medio punto están muy peraltados y doblados. Los torales del crucero, cuentan con trasdós de medio punto y polilobulado, de influencia hispano-musulmana.

Las columnas son típicamente románicas. Con capiteles de variedad iconográfica, aunque están realizados con una técnica bastante tosca.

En cuanto a la iconografía del interior de la Basílica, se ubican en las bóvedas y muros sur y este y se distinguen tres ciclos: La Natividad (Anunciación, Visitación, Anuncio a los pastores, Epifanía, Huida a Egipto, Circuncisión y matanza de los inocentes), La Pasión ( Última cena y Crucifixión) y La Resurrección (Gloria de cristo, Apocalipsis, Maiestas Domini o Pantocrator). También hay representaciones de los signos del zodiaco y calendario agrícola.

Se utiliza una técnica de pintura al temple tras preparar el muro con estucos blancos. El estuco para el fondo y el negro para dibujar o perfilar las inscripciones.  La gama de colores es limitada predominando ocres rojizos, castaños, amarillos que indican la influencia de la escuela francesa. Aparecen aspectos típicos, como la simplificación y el esquematismo, los colores planos, así como la falta de perspectiva.

Hay que señalar las novedades presentes sobre todo en la escena del Anuncio a los Pastores por: la relación que hay entre los personajes, dejando atrás el tradicional hieratismo románico. Presenta frente al estatismo de la pintura románica, líneas curvas, como en los árboles que aparecen en posiciones onduladas que generan dinamismo. No hay perspectiva, aunque hay un intento de colocar las escenas en un fondo pero que sigue estando compartido.

En las pinturas del interior de la basílica, está presente la función didáctica como en el Maistas Domini rodeado del tetramorfos, alusión a un Cristo juez severo y rígido. También es didáctico el recuerdo de los primeros momentos de la vida de Cristo, de su pasión y resurrección. Pero el tratamiento de los temas pastoriles también tiene función recreativa, son escenas muy próximas a las actividades de la época que se representan de forma más natural y acercan al peregrino a lo sagrado mediante la empatía.

Aunque hay algunos aspectos donde se mantienen los convencionalismo como en rostros y vestidos o en la Maiestas Domini, las pinturas del Panteón reflejan de la influencia de la escuela francesa y es el mejor ejemplo de la escuela castellana de pintura por los colores: ocres, rojizos, amarillos, así mismo, el interés por la naturaleza y realismo sobre todo en las escenas cotidianas.