Le complexe monastique de Marmashen est situé dans la province de Shirak, sur la rive gauche de la rivière Akhuryan, près de Vahramaberd. Il se compose de plusieurs églises, de bâtiments de service et de structures annexes, dont cinq églises sont encore visibles aujourd’hui.
La structure principale du complexe est le Katoghike, l'église de la Sainte Mère de Dieu. La grande inscription de Vahram Pahlavuni, conservée sur sa façade sud, constitue la principale source primaire pour l'histoire du monastère. D’après cette inscription, la construction s’étend sur les années 988 à 1029 et fut achevée à l’initiative de Vahram, prince des princes : « MOI, VAHRAM, PRINCE DES PRINCES, J'AI CONSTRUIT LE MONASTÈRE DE MARMASHEN EN L'AN 1029. »
Le Katoghike est une salle surmontée d’un dôme. Ce dernier repose sur quatre arcs, des pendentifs et des piliers massifs. Parmi les éléments caractéristiques des façades extérieures, on trouve des arcades reposant sur des demi-colonnes appariées, de profondes niches triangulaires et des chapiteaux sculptés.
À environ 2,5 m au nord de la Katoghike se dresse la deuxième église. Plus petite que l’église principale, elle a aujourd’hui principalement conservé ses murs sud et est, ainsi que certaines parties de la toiture.
La troisième église se trouve à environ 11 m au sud de la Katoghike. Il s’agit d’un édifice à plan en croix surmonté d’une coupole centrale, dont la conception architecturale diffère sensiblement de celle de l’église principale et de l’église nord.
À l'ouest du gavit, des fouilles ont mis au jour l’un des édifices les plus singuliers du complexe : l’église ronde. Il n’en subsiste aujourd’hui principalement que le mur de fondation et les rangées inférieures des murs.
Au nord du complexe principal se trouvait le Marmashen supérieur, ou « petit » Marmashen. C’est là que se trouvait à l’origine la stèle funéraire de 1015 de Sophie, épouse de Vahram Pahlavuni.
À l’ouest du Katoghike se trouvait un gavit-sacristie, dont subsistent des fragments de murs et de colonnes.
Au cours des fouilles menées à Marmashen en 1972-1973, plusieurs dizaines de khachkars ont été découverts. On trouve également des khachkars dans le cimetière situé au nord de l’église Katoghike de Marmashen.
Près de l'église nord du monastère de Marmashen, deux pièces byzantines ont également été découvertes — l'une de 2,7 cm et l'autre de 5 cm de diamètre — appartenant à l'empereur Constantin VIII.
