L'ancienne église du couvent des Jacobins est dans un triste état. Occupée par un caveau viticole, son aspect se dégrade lentement. À ce que l'on peut voir des arcades, des chapiteaux, des colonnes engagées, des culots et surtout du retable, il ne fait aucun doute que cette église était jadis très belle. Une association essaie d'œuvrer à sa restauration.
L'église date du XIIIe siècle, elle est de style gothique rayonnant. En plus de la nef et des traditionnels bas-côtés, elle possède, au nord, une suite de cinq petites chapelles qui sont la nécropole des grandes familles polinoises.
À l'époque où l'édifice était l'église Notre-Dame d'un monastère dominicain, elle était riche de nombreuses statues. Après la suppression des congrégations à la Révolution et la transformation de l'église en salpêtrière, les statues ont été dispersées. On en trouve actuellement au Louvre, au Metropolitan Museum de New York et au musée de Besançon. Enfin, le maître-autel et la chaire à prêcher ont été transférés à la collégiale Saint-Hippolyte. L'orgue du facteur Carouge a été installé dans l'église de Champagnole (Jura). L'histoire de l'église du couvent des Jacobins est donnée plus bas.