En forme de croix latine, elle est orientée nord-sud.
Elle est composée d’une nef de trois travées, relativement haute pour un petit village, d’un transept et d’un chevet à une travée et trois pans.
L’église a été bénite le 16 juin 1869. A cette époque, elle pouvait accueillir tous les paroissiens des trois hameaux de Montceau (750 habitants). Cette église, bien située, ayant pour saint patron Sainte-Anne mesure 26 mètres de long et 7 mètres de large, elle comportait à l'origine une nef, deux chapelles, un clocher et une belle cloche.
Lorsque l’on pénètre dans l’église de Montceau qui est très claire, on est frappé par la présence importante du bois de noyer, le bois de la région !
Ces boiseries n’ont pas été posées lors de la construction en 1869, budget serré oblige, mais en 1871, selon l’abbé Mermet qui écrit : « les boiseries du chœur, la balustrade de la tribune, la crédence de la sacristie, la chaire et le confessionnal, tous ces meubles ont été conçus et exécutés par monsieur Tournier, menuisier à Saint-Jean-de-Bournay. »
En 1901, soit 30 ans après la fin de la construction de l’église, un dallage polychrome remplace les carreaux de terre cuite dans le chœur et les chapelles latérales.Ce dallage est constitué de croix tréfilées rouges sur fond blanc. Elles sont placées à l’intérieur d’un losange et à l’avant d’un carré composé de plusieurs filets ocre, rose saumon et vert.
Le vitrail du Bon Pasteur est le seul vitrail de l’église qui soit signé. La signature, tout en bas du vitrail est : « Lyon - Gubian-Roy - 1871 », mais les trois vitraux figurés sont manifestement du même atelier. Les autres vitraux probablement aussi.