Die Neubukower Backsteinkirche wurde auf einem Granitfundament errichtet und trägt architektonische Züge des Übergangs von der Romanik zur Gotik. Aus dieser Zeit, wenn auch aus der Kirche Alt Karin, stammt der Taufstein. Er wurde 1950 aus dem Gutsgarten Alt Karin nach Neubukow gebracht.

Auf den einschiffigen, am Giebel sehr schön mit Fischgrätmuster verzierten  Chor folgen das dreischiffige Langhaus und der erst im 15. Jahrhundert angebaute 52 Meter hohe Turm. Seit Portal war bis 1858 der Haupteingang der Kirche. An der West- und Nordseite des Turms finden sich auf kleinen glasierten Reliefziegeln Darstellungen des Heiligen Nikolaus – dem Schutzpatron der Seefahrer. Angesichts der nahen Ostsee sollte wohl auch seiner gedacht werden, obwohl die Kirche St. Peter und Paul heißt. In alten Seekarten findet sich der Neubukower Turm noch als Eintragung.

Ältestes Inventarstück der Kirche ist die Eichenholz-Kanzel aus den Jahren um 1600. Altaraufsatz, Gestühl und Emporen künden von der neugotischen Neugestaltung 1857/59. Die Buntglasfenster wurden 1912 in einer Berliner Werkstatt angefertigt und zeigen Moses, die Dreieinigkeit Gottes und den Evangelisten Johannes.

Im 1754 erbauten Pfarrhaus wurde 1822 der Troja-Entdecker Heinrich Schliemann geboren. Das Haus wurde allerdings 1884/85 durch den das heutige Gebäude ersetzt.