Tyvelse kirke består af et kor afrundet med en apsis og et skib, opført i romansk tid dvs. 1100-1200-tallet. Den oprindelige kampestensbygning fremtræder nu hvidkalket. Tårn og våbenhus er fra 1856.

Kirken rummer kalkmalerier fra perioderne 1225-50, 1325-50 og 1350-1400.

Som de fleste kirker i pastoratet har Tyvelse en altertavle skabt af Abel Schrøder.