La chiesa di San Gemiliano, oggi ubicata a circa 3 km a nord dall'abitato di Sestu, è definita localmente Santu Millanu.
La chiesa è l'unico edificio rimasto dell'antica villa di Susue, documentata dal 1316-22, anche se l'area di S. Gemiliano risulta già abitata dall'età preistorica.

L'impianto è a due navate, entrambe con volte a botte: la navata settentrionale è più larga e ha un abside di maggiore ampiezza. Nelle pareti sono visibili lesene che, per la loro particolare forma, sono dette a "fisarmonica". Le navate sono divise da pilastri di sezione quadrangolare con stretti capitelli a foglie.

Nella facciata si vedono i portali architravati, con arco di scarico semicircolare; mentre nei capitelli si riconoscono foglie d'acanto stilizzate. Il fianco è coronato da una serie di archetti ogivali.
I vivaci elementi decorativi presenti nella chiesa di S. Gemiliano fanno pensare che sia stata realizzata da maestranze arabe operanti in Sardegna nella seconda metà del XIII secolo.

Gli studiosi osservano lo sforzo strutturale rilevabile in quest'edificio interamente voltato a botte e dotato di un organico sistema di spinte e controspinte, che deriva dalla tradizione di chiese a due navate della prima metà del XII secolo.

A ridosso della facciata venne costruito nel 1500 un grande portico, mentre sul fianco nord dell'edificio di culto si addossano ambienti seicenteschi, La chiesa è compresa in un recinto moderno, dove si trovano ripari funzionali agli abitanti di Sestu e ad altri pellegrini che soggiornano nel sito durante la festa del santo.