Lemin kirkko on rakennettu v. 1786. Kirkon rakentajana on toiminut kuuluisa savitaipalelainen kirkonrakentaja ja -rakennusmestari Juhana Salonen. Kirkko on puinen, viistovartinen ristikirkko. Ristikeskusta kattaa monimuotoinen holvikupu, apilanlehtimallinen kattoholvi on taidehistoriallinen harvinaisuus. Rakennustaiteellisesti kirkko on ainutlaatuisen arvokas, sitä pidetään yhtenä Euroopan arvokkaimmista puukirkoista.
Kirkon katteena oleva paanukatto on vuodelta 1950 ja se on lemiläistä työtä. Saarnatuoli on edellisen kirkon peruja, vuodelta 1764. Se on entisöity 1979. Alttaritaulu on lemiläisen taidemaalarin Antti Muukan maalaama vuodelta 1926. Kirkon kynttiläkruunut ovat hyvin eri ikäisiä. Kirkon keskellä sijaitseva kristallinen kynttiläkruunu on nuorin, 1800-luvun alkupuolelta ja se on saatu seurakuntalaisten lahjana Pietarista. Kirkko on entisöity 1969 arkkitehti Juha Leiviskän johdolla.
Lemin kirkon ensimmäiset urut, ns. potaattiurut, hankittiin vasta vuonna 1948. Nykyiset urut ovat vuodelta 1988. Ne ovat Urkurakentamo Matti Erolan rakentamat. Niissä on 22 äänikertaa, kaksi sormiota ja jalkio.
