En la visita pastoral de 29 de noviembre de 1601 aparece citada en Molinos una ermita dedicada a San Nicolás. En la cita no se hace referencia a su construcción, por lo que es probable que fuese muy anterior. Su origen medieval podría suponerse también por algunos elementos de la fachada que no encajan en una ermita de nueva planta de estilo barroco.
En la parte superior de la fachada encontramos una ventana en cuyo dintel hay tallado un arco conopial más propio de época medieval. Además, también en la fachada quedan otras huellas de una construcción anterior, unos metros debajo del actual alero, los sillares se cortan para soportar un tejado a doble vertiente y también quedan restos de una ventana aspillerada que no tendría sentido si la iglesia hubiese sido construida en esos mediados del siglo XVIII
En el sillar con el adorno conopial se encuentra la fecha 1745 que se tallaría posteriormente, cronología que se corresponde a las formas del interior del templo y la composición de su fachada.
Se trata de una ermita de planta cuadrada y centralizada con coro alto a los pies. Es de gran altura y el crucero se cubre con una bóveda de casquete esférico abierta al exterior por pequeñas ventanas. Aunque se trata de una ermita pequeña, tiene unos pilares esbeltos con un entablamento muy destacado que junto a la bóveda aportan un aspecto muy amplio y diáfano. No tiene decoración escultórica a excepción de las ventanas con molduras de yeso y a falta de alguna cata, desconocemos si hubo algún tipo de decoración pictórica. Hoy las paredes son blancas y únicamente el entablamento y las pilastras se resaltan con rojo. Las capillas son poco profundas y no existe sacristía ni otros espacios donde guardar jocalías.
La fachada decorada con un lenguaje muy sobrio y clásico tiene una puerta adintelada sobre pilastras de poco relieve y hornacina en la parte superior. El tejado y la espadaña han sido reformados recientemente. El cimborrio es poligonal y de ladrillo y termina en una cruz y veleta de forja. También de ladrillo es el alero con forma de pecho de paloma.
Desconocemos sus avatares históricos durante la desamortización de Mendizabal, las guerras carlistas o la guerra civil. A mediados de los 80´ se usó como sede de la escuela taller de Molinos, una de las primeras en Aragón.
Actualmente no tiene uso ni culto.
