L'edifici de l'ermita presenta un model típic del gòtic català: una sola nau coberta amb una estructura de fusta que s'aguanta sobre arcs diafragmàtics de pedra. La façana, situada a ponent, és molt senzilla i la presideix una portalada de mig punt, dovellada, amb guardapols motllurat, construïda probablement el segle XVI car la porta primitiva (actualment tapiada) és al costat de migdia. Al davant hi havia una creu de terme gòtica amb capitell renaixentista que avui es troba al Museu Comarcal de Montblanc.
L'ermita degué ser el centre de l'antic nucli de poblament de Montornès, avui desaparegut. La primera pedra de la construcció fou posada probablement el 1373 pel rei Pere III i l'arquebisbe de Tarragona Pere de Clasquerí. Estigué afiliada (tot i que per pocs anys, fins el 1416), al monestir de Santa Anna de Barcelona, seu central de l'orde del Sant Sepulcre a Catalunya. Pertany a la parròquia de Barberà però està dins del terme de Prenafeta, municipi de Montblanc. Al llarg dels segles XII i XIII la jurisdicció eclesiàstica del lloc passà al rector de Barberà i la civil a Poblet. A partir del segle XIV, Montornès fou un dels membres de la baronia populetana de Prenafeta, i així seguí fins a la desamortització (1835) en què fou repartit entre els termes de Barberà i Montblanc. L'ermita es va convertir en lloc de culte i trobada per a diversos pobles veïns, sobretot Barberà de la Conca, Montblanc i Prenafeta.
L'església ha estat reconstruïda des de finals del segle XX pels veïns de Barberà de la Conca.
Polígon: 26
Parcel·la: 006
Ref. Cadastral: 43087A026000060000ZO
Bo.
Joan Fuguet - Carme Plaza. Santa Anna de Montornès, una ermita gòtica de la Conca de Barberà, Fundació Martí l'Humà, Montblanc, 2008