Deset kirke er en langkirke i tømmer fra 1867, bygd etter tegning av arkitekt Johan Henrik Nebelong, København. Tømmeret ble gitt av forskjellige skogeiere.


Kirken ble restaurert i 1903, og fikk ny altertavle i 1904. Kirken har 10 åpne kirkebenker på hver side av midtgangen. Den har plass til 140 mennesker.

Prekestol og døpefont er fra 1867. Døpefonten er av tre, nå rødmalt med små felt av gull, laget av Tollef Sønsthagen. Altertavla er en gave fra fru Anne Sjølie, malt av Gustav Arnold Thornam. Det er et stort maleri i sterke farger og med gullramme.


I tårnet kom det i 1903 to nye kirkeklokker fra Olsen Nauens klokkestøperi. I 1953 ble kirken pusset opp. Takhvelvet i koret fikk igjen den blå himmel med blanke stjerner, som hadde vært i kirken fra 1867, men var overmalt i 1903.