Kale içinde bulunan Küçük Kilise Bizans döneminde ünlü olan buradaki tapınak, Osmanlı zamanında uzun yıllar boş kalmış ve kendiliğinden yıkılmıştır. Döşeme mozaiklerini ve temellerini ise defineciler sökmüşlerdir. Yapılan bilimsel etüdler sonucunda burasının; bir narteks ile köşe oda ve apsidlereyer verilerek orta mekana “Haç” planı sağlanmış bir kilise olduğu açıklanmıştır. Büyükada’nın, Amasra ‘dan 150-200 metre kadar açıkta ve her türlü havada kolayca gidilip gelinemeyecek bir durumda olması dikkate alınınca Büyükada kilisesinin yanındaki diğer binalarla bir külliye niteliğinde ve Manastır işlevinde olduğu muhakkaktı. Adanın güney-batı eteğinden başlayıp tepeye doğru devam eden kaya basamakları da buraya ulaşıyordu.