L'église Saint-Martin, ancienne collégiale, occupe le niveau supérieur de la ville au pied de l'ancienne motte. En 1049, Geoffroy Martel fonde la collégiale. Au XIIe siècle, Geoffroy Plantagenêt la rebâtit dans un style angevin en utilisant la pierre extraite des carrières de Trôo. D'autres restaurations touchent l'édifice aux XIVe, XVe, XVIe et XIXe siècles. L'église s'organise selon un plan en croix latine qui se termine par une abside semi-circulaire. La nef s'inspire de la cathédrale d'Angers et de l'église de Couture-du-Mans. Des grands arcs de décharge percent chacune des travées. Les voûtes de style angevin sont fortement bombées. Dans le transept, de magnifiques chapiteaux sculptés représentent des personnages ou des animaux stylisés. Des voûtes de style angevin recouvrent l'ensemble du choeur. Le niveau de l'abside est surélevé au XIVe siècle. Le clocher central se compose d'un soubassement aveugle et d'un étage de beffroi couvert par une charpente au XVIIIe siècle. Un élégant galbe du XIVe siècle décore la fenêtre nord de l'abside. L'édifice possède un riche mobilier. Des stalles sculptées du XVe siècle garnissent le choeur. Dans le transept sud se trouve une statue de bois de saint Mamès et l'épitaphe en cuivre à la mémoire d'un bienfaiteur du collège. La toiture et le portail occidental ont été restaurés en 2000. L'église est classée Monument historique.