Η Παναγία η Γοργοεπήκοος βρίσκεται κοντά στην ακτή Μιαούλη στην πόλη της Κω και βρισκόταν εντός του περιμετρικού τείχους της Μεσαιωνικής πόλης και σε επαφή με αυτό.
Πρόκειται για ένα μονόχωρο ναό με αψίδα στην ανατολική πλευρά, μία είσοδο στο μέσο της νότιας πλευράς και άλλη μία στο μέσο της δυτικής. Καλύπτεται με κτιστή ημικυκλική καμάρα, η οποία εξωτερικά καλύπτεται από ορθογώνιου σχήματος οπτοπλίνθους. Στις τέσσερις γωνίες της στέγης του ναού και στη μία της αψίδας υπάρχουν παλαιοχριστιανικά επιθήματα από διαχωριστικά αμφικιονίσκων με διάκοσμο από σταυρούς. Είναι κτισμένη κατά τον 15ο μ.Χ. αιώνα.
Η τοιχοποιΐα του ναού αποτελείται ως επί το πλείστον από λαξευμένους λίθους και μαρμάρινα αρχιτεκτονικά μέλη, προερχόμενα από τα κτίσματα της Αρχαίας Αγοράς. Στην ανωδομή των τοίχων βρίσκονται εντοιχισμένα κατώφλια, σπόνδυλοι κιονίσκων, επιστύλια και τρεις αρχαίες επιγραφές. Επάνω από τη νότια είσοδο προεξέχει ημικυκλικό διακοσμητικό τόξο με πώρινο ημικυκλικό πλαίσιο, χαρακτηριστικό των εκκλησιών της ιπποτικής περιόδου στη Δωδεκάνησο. Στο αέτωμα του δυτικού τοίχου ανοίγεται κυκλικός φεγγίτης.
Στο εσωτερικό σώζονται τοιχογραφίες που ανάγονται από τα τέλη του 15ου μέχρι τις αρχές του 16ου μ.Χ. αι. Στο Ιερό Βήμα κυριαρχούν οι παραστάσεις της Δέησης, της Κοινωνίας των Αποστόλων, οι συλλειτουργούντες Ιεράρχες και η Ανάληψη. Στον κυρίως ναό σώζονται τοιχογραφίες εν είδει αναθηματικών πινάκων, όπως ο Αρχάγγελος Μιχαήλ με αγία και κεκοιμημένο αφιερωτή, η Δέηση, η Θυσία του Αβραάμ, η Δευτέρα Παρουσία και η Κοίμηση της Θεοτόκου.
Το δάπεδο του ναού είναι στρωμένο με τετράγωνες πήλινες πλάκες και κατά τόπους μαρμάρινες και λίθινες.
Ο κυρίως ναός χωρίζεται από το Ιερό Βήμα με ένα θαυμάσιας τέχνης ξυλόγλυπτο τέμπλο, ίσως του 18ου μ.Χ. αιώνα.