La chiesa di S. Michele del Carnale è un semplice edificio a pianta quadrangolare, con ingresso sopraelevato a doppia rampa e una piccola cella campanaria frontale. In facciata, sopra il portale d'accesso, si apre un occhio circolare, mentre l'unico lato visibile (agli altri si addossano complessi architettonici di epoca moderna) è caratterizzato da un'ampia monofora gotica e da tre oculi serviti da retrostanti scivoli litici che conducono alla camera sepolcrale collettiva al di sotto dell'edificio. Le murature sono realizzate in arenaria con occasionali elementi di reimpiego in calcare. I telai del portale e delle altre aperture sono in calcare, con l'eccezione degli archi superiori della monofora e dell'apertura della cella campanaria che sono invece realizzati in laterizio.
L’analisi stratigrafico – architettonica dell’edificio ha rivelato l’esistenza di una prima fase edificatoria in arenaria e calcare con conci di modulo quadrato e rettangolare disposti in filari orizzontali. Questa è integrata da un secondo intervento costruttivo con le medesime litologie ma caratterizzato dal modulo più ridotto dei conci. Sul prospetto nord si nota un esteso rifacimento di una porzione di muratura accanto alla monofora trilobata riscoperta dal Forlati e da lui ricostruita. Parallelamente a questo intervento furono restaurate altre porzioni di muratura tra cui il piccolo campanile visibile in facciata. La prima fase costruttiva è con ogni probabilità trecentesca (la chiesa è documentata per la prima volta nel 1338) (i dati sono desumibili dall'analisi stratigrafica degli alzati, dalla tecnica di costruzione, dalla tipologia delle aperture, da confronti, da notizie storiche). L'edificio è tutt'ora adibito al culto. La chiesa, officiata sino al 1510, fu trasformata in seguito da ossario in museo dell'Opera del Duomo.
Riavez P., Trieste medievale: assetti urbani ed elementi strutturali, in Medioevo a Trieste. Istituzioni, arte, società nel Trecento (Atti del convegno, Trieste, 22-24 novembre 2007), Roma 2009
Cuscito G., Le chiese di Trieste. Dalle origini alla Prima Guerra Mondiale. Storia, arte, cultura, Trieste 1992
Godoli E., Le città nella storia d'Italia. Trieste, Bari 1984
Safred L., La Cattedrale di San Giusto a Trieste: la fase architettonica altomedievale, in Arte in Friuli Arte a Trieste, 1982, 5-6
Mirabella Roberti M., San Giusto, Trieste 1970