De Sint-Pancratiuskerk is een driebeukige, kruisvormige basiliek met een romaans schip, een neoromaans transept uit 1901-03 en een neoromaans koor met een ronde apsis uit dezelfde periode. Boven de viering bevindt zich een vieringtoren. De grotendeels 14e-eeuwse toren aan de westkant heeft vier geledingen en heeft een ingesnoerde torenspits. Boven de zuidelijke ingang in de toren bevindt zich een nis met een Madonna en Kind van Charles Vos.
Een deel van het kerkgebouw is opgetrokken in Kunrader kalksteen en een deel in Maastrichtse kalksteen.
Eind 12e eeuw werd Heerlen door Dirk van Are, aartsdiaken van het prinsbisdom Luik, kerkelijk losgemaakt van de Sint-Laurentiuskerk in Voerendaal en werd de Sint-Pancratiusparochie opgericht. De bouw van de kerk moet omstreeks deze tijd zijn begonnen. De ouderdom van de Sint-Pancratiuskerk is bepaald met behulp van een vergelijkende studie met andere romaanse kerken uit de regio, waaruit is gebleken dat de bouw van de Pancratiuskerk wellicht al eerder, in de 11e of zelfs in 10e eeuw is begonnen
