L’église Saint-Gervais Saint-Protais se présente comme un édifice complexe, dont les différentes parties témoignent de l’histoire de la bourgade gallo-romaine qui précéda Pithiviers. Son aspect actuel conserve ainsi des éléments appartenant à plusieurs périodes.
Le porche, daté du XVIIIe siècle, dissimule une façade préromane. Celle-ci se distingue notamment par une fenêtre dont l’encadrement est souligné d’un motif de corde. La nef remonte à la même époque que le bas du clocher, au XIe siècle. Sous le porche s’ouvre un portail décrit comme particulièrement énigmatique et exceptionnel.
Les deux travées qui encadrent le clocher sont postérieures à la guerre de Cent Ans. À l’arrière de l’édifice, le chevet — c’est-à-dire sa partie orientale — était primitivement plat et remontait au XIIIe siècle. Il a ensuite été prolongé au XVe siècle par une petite abside à trois pans, donnant à cette extrémité une configuration différente de celle du chevet antérieur.