La chiesa del Carmine fu progettata dal celebre architetto Giuseppe Viana, e costruita tra il 1766 e il 1785. Il complesso del Carmine, è una delle più significative e importanti realizzazioni di architettura barocco-piemontese in Sardegna, comprendente l'omonimo convento, e occupante un intero isolato del centro storico della città.
L'interno della chiesa è in stile rococò, la struttura è ovale si articola in due cappelle per  lato; ornato da magnifici stucchi e ori, esso culmina in un presbiterio absidato, con ampia cupola, che custodisce uno splendido altare in marmo policromo. L'ex convento dei carmelitani, dalla facciata leggiadra, movimentata da cornici lineari, oggi viene utilizzato a scopi culturali e ospita (in occasione del celebre carnevale oristanese) mostre temporanee.