Norra Åsums kyrka är en av de större i området med en tornhöjd på 30 meter. kyrkans äldsta delar består av ett långhus, kor och absid samt ett ursprungligt brett västtorn med rektangulär planform. Kyrkor med tidiga torn har sammanfallit med bebyggelsespår eller skriftliga spår efter närliggande storgårdar till vilken kyrkorna kan ha varit kopplade, så också i Norra Åsum. Kyrkor med västtorn som är bredare än långhuset förekommer i södra, östra och nordöstra Skåne samt på Själland och Bornholm. I Norra Åsums kyrkas torn finns en bevarad emporvåning på andra planet. Dessa våningar har tolkats som plats för en patronus; till exempel sätesgårdens ägare. Liknande emporvåningar har endast återfunnits i 17 tornkyrkor. Dessa har haft en särskild förbindelse med långhuset, vanligtvis med kolonettdelade gluggar, men i Norra Åsums kyrka utgörs förbindelsen av en stor, rundbågig öppning.
Emporvåningarna bedöms generellt ha tillkommit under 1100-talet men kan tidigt, redan under 1100- och 1200-talet, ha fått ett ändrat användningsområde. En omfattande byggnadsarkeologisk undersökning som genomfördes 1972 har bidragit till kunskapen om kyrkans äldsta byggnadshistoria och de ändringar som gjorts. Undersökningen avslöjade att kyrkans äldsta delar är byggd i tuktad granit med fogar av kalkbruk. Både exteriört och interiört återfanns spår av kvaderritsningar i vad som förmodats vara den äldsta putsen. Spår av medeltida fönsteröppningar återfanns högt upp på både södra och norra fasaderna. De äldsta fönstren liksom sydportalen hade omfattningar av välhuggen granit. I tornets södra fasad upptäcktes en högt belägen, utvändig ingång till emporvåningen, vilken återupptogs. I tornbottenvåningen upptäcktes att den södra väggen, som avskärmar uppgången till emporvåningen, saknade förband med tornmuren i väster vilket tyder på att den kan vara uppförd senare än tornet i övrigt. I emporvåningen dokumenterades den ursprungliga emporöppningen mot långhuset med omfattning av granit. Öppningen kan ha förminskats till nuvarande storlek tidigt så att den kunde stängas för med en lucka. Sannolikt blev öppningen helt igenmurad i samband med att stjärnvalven slogs. Stjärnvalven är byggda av delvis återanvänt material från en äldre generation valv i kyrkan, vilket tegel med spår av äldre bemålning vittnar om.
Kyrkans golv sänktes med 70 cm vilket avslöjade att kyrkan haft åtminstone fem golv som lagts ovanpå varandra. Det ursprungliga romanska golvet bestod av kalkbruk och kullersten. Under senmedeltiden har ännu en golvnivå tillkommit efter att långhusets första valv raserades. Ännu en golvnivå, med kvadratiska tegelplattor, uppskattades vara från 1600- eller 1700-tal. Mellan detta och 1903 års golv av mönstrade cementplattor fanns ett lager sexkantiga, gula tegelstenar. I tornets bottenvåning återfanns ett dopfuntsfundament, vilket var samtida med det senmedeltida kalkbruksgolvet. Under senmedeltiden var det vanligt att dopfunten var placerad i byggnadens västra del, nära ingångarna till kyrkan. I tornets bottenvåning finns bevarade romanska, murade väggbänkar. Dessa ska också ha funnits i långhus och kor. Under utgrävningarna visade det sig även att långhusets västra golv legat högre än i övriga kyrkan, vilket förmodas ha varit avsett för frälset eller prästerskapet som en västempor. Flera gravar framkom varav en framför högaltaret i koret, vilken var den enda som undersöktes närmare. Graven visade sig tillhöra en man med förnäm medeltida dräkt. En datering av kistan gjordes till tidigt 1200-tal, men har inte fastställts med säkerhet. En teori som presenterats är att det är kyrkans ene byggherre, Esbern Mule, som är den gravsatte. I tornets femte våning, ovanför våningen med kolonettdelade ljudluckor, finns rektangulära öppningar i murverket vilka tros ha varit plats för en medeltida klockbock i trä. Tornets trappstegsgavlar ska ha tillkommit under senmedeltiden.
Inne i kyrkan återfanns flera nischer bland annat symmetriskt placerade på ömse sidor av triumfbågen där också spår av altare återfanns. Nischerna, vilka brukar tolkas som sakramentsnischer, sattes igen redan under sent 1400-tal i samband med valvslagningen av långhuset. Fyndet av ett relativt oskadat romanskt fönster med fönsterbåge av trä i absidens östra del gjorde att fönstret återskapades och att den sekundära koringången murades igen.
Den första kända tillbyggnaden till kyrkan var ett vapenhus till södra porten, san- nolikt uppfört under 1400-talet. En teckning av vapenhuset från före 1806 visar en rektangulär byggnad med sadeltak, blinderingar i gavelfältet och vigvattenskålar på ömse sidor om en rektangulär träport. Vapenhuset revs år 1840.
Utbyggnaderna i norr tolkades utifrån 1970-talets undersökningar som senmedeltida, tillkomna under 1400- eller 1500-talet, men vid olika tillfällen. Den östra utbyggnaden, nuvarande dopkapellet, byggdes som sakristia och är murad av granit skolad med tegel i fogarna. Här kan en jämförelse göras med Åhus kyrka där den medeltida sakristian på kyrkans norra sida fortfarande är i bruk. Den norra tillbyggnaden, nuvarande sakristian och ursprungligen vapenhus, visade sig vara helt uppfört i tegel. Den östra blinderingen i dess norra fasad tolkades som en äldre ingång eftersom den är mycket slarvigt igenmurad i jämförelse med den västra blinderingen. Båda tillbyggnaderna har använts som gravkor.
1600-talet var en orolig tid i Skåne då upprepade strider utspelade sig mellan svenskar och danskar om territoriet. Under 1600-talets första del, år 1602, tillkom predikstol med baldakin, baldakin till dopfunten samt altaruppsats till kyrkan. Altaruppsatsen bär den danske kungen och drottningens sigill och altaruppsatsens utbytbara tavlor har text på danska och latin. Under 1700-talet avskärmades kyrkans absid med en trävägg och användes som sakristia. Sannolikt förstorades även en del fönster.
1804 byggdes ett nytt vapenhus väster om tornet i tidsenlig, klassicistisk stil.
Fotografier visar att kyrkorummet kring sekelskiftet 1900 var målat i ljus kulör med marmorerade valvpelare och dekorationsmålningar längs valvbågar, fönstersmygar och i absidens hjälmvalv. Bänkinredningen var öppen och traditionellt ordnad i två kvarter. Predikstolen var målad i vitt med en mörk, eller möjligtvis förgylld, kontrasterande kulör. 1903 moderniserades kyrkan och försågs med varmluftsuppvärmning och ny bänkinredningen. Orgelläktaren i långhusets västra del revs.
1971 genomfördes en mycket omfattande renovering av kyrkan efter ritningar av arkitekt Torsten Leon-Nilsson där de flesta spåren från 1700- och 1800-talet togs bort till fördel för spår från medeltidens kyrkorum. Flera dörr och fönsterpartier samt bänkinredningen tillkom vid detta tillfälle. Dopkapellet skapades genom ny placering av dopfunten och tillkomsten av bland annat en piscina huggen i kalksten.