Hay discusión sobre la fecha de construcción de la arquería que rodea a la iglesia y que formaría un claustro. Para unos, y es la opinión más seguida, la arquería sería del mismo tiempo de la iglesia, y estaría toda ella formada por columnas pareadas con capiteles, tal como se ve en la parte derecha (tres tramos). Las otras cinco partes (a la derecha), que van sobre pilares sencillos, sería del siglo XVII. Para otros es todo al revés. En el XVII se habría rehecho la arquería con las técnicas constructivas del momento y se habrían aprovechado columnas y capiteles de otra construcción más antiguo, tal vez el claustro, para terminar la obra, respetando la forma octogonal. Tampoco está claro si esta parte parte estaba o no cubierta, pues no han quedado restos.

Llama la atención que la forma interior del ábside ya no es poligonal como en el exterior sino de forma semicircular. Las paredes se estructuran en dos pisos. El inferior presenta una sencilla arquería ciega con cinco arcos apuntados en arista que se apoyan en pequeños pilares con sus correspondientes basa, capitel y ábaco o cimacio. Sobre esta primera arquería, que actúa a modo de podium corrido, arrancan unos pilares cuyos capiteles soportan las nervaduras de la bóveda. Adosados a estos, y con menor altura, se disponen las columnas que sostienen los arcos en los que se inscriben las ventanas que hemos visto en el exterior. Salvo uno, los arcos son de medio punto y fuerte baquetón. El ábside se cubre con una bóveda de cuarto de esfera apuntada o bóveda de horno, soportada por gruesas nervaduras de sección cuadrangular, que se unen en la clave del arco triunfal de acceso. Hay 26 capiteles que completan el ornato

La cúpula es octogonal, como la planta del edificio. Es soportada por fuertes nervaduras apuntadas de sección cuadrada que componen un diseño de claro sabor musulmán. Los lucernarios con los que se ilumina fueron en su día cerrados pero volvieron a abrirse a raíz de las obras de consolidación realizadas en la década de 1940. Es en la cúpula donde mejor se aprecian las irregularidades de la planta. Si nos fijamos en su centro, observaremos con claridad que los ángulos inscritos entre los nervios son todos diferentes; en consecuencia, todos los lados del octógono son distintos.

La iglesia de Santa María de Eunate se construyó durante la segunda mitad del siglo XII, hacia el 1170, coincidiendo con un cierto auge constructivo que se produjo en áreas urbanas y rurales de Navarra, y en especial, en las áreas mas próximas al Camino de Santiago. Por aquellas fechas, el interés por peregrinar hasta Santiago de Compostela experimentó un notable incremento en el mundo cristiano y la consecuencia más inmediata fue la construcción de diversos edificios para dotarlo de la infraestructura necesaria.. Sus orígenes no están lo suficientemente claros. Una hipótesis asegura su origen templario (el Temple era una orden de carácter religioso - militar - hospitalario, que tenía como fin la protección de los peregrinos a Jerusalén contra los asaltos de bandidos y salteadores. Pero no hay noticias históricas o documentales que certifiquen la presencia de los templarios en Eunate, hace que esta hipótesis no sea hoy muy aceptada Podría ser, y esto está basado en investigaciones más recientes, que Eunate pudo ser la iglesia de un hospital de la orden de San Juan de Jerusalén, pues se tiene constancia documental de su presencia y prestigio en esta comarca.