Si trova nell’immediata periferia di Ghilarza, vicina a una torre aragonese e alla chiesa campestre di san Giorgio, lungo la strada che conduce a uno dei più famosi monumenti religiosi medievali dell’Isola, san Pietro di Zuri. L’antica chiesa di san Palmerio affascina per l’armonia con cui si inserisce nel paesaggio circostante, a metà fra urbano e rurale, caratteristico di molti monumenti del Romanico sardo.

L’impianto dell’edificio è databile al primo quarto del XIII secolo, menzionato nel condaghe di santa Maria di Bonarcado come luogo in cui si teneva udienza per dirimere le controversie locali. In origine si presentava a navata unica, con copertura lignea e campanile a vela che sormontava la facciata. L’innesto nel Seicento di transetto e presbiterio di forma quadrangolare ha comportato la perdita dell’originaria abside semicircolare.