Das aufgehende Mauerwerk der Klosterkirche von Tänikon geht vielleicht ins 13. Jahrhundert zurück, Teile des Dachstuhls sind von 1361–62 (restauriert 1996–2002). Umbau des Schiffs 1504 und ab 1663, Erweiterung des Polygonalchors 1626.
1868 schuf Johann Jakob Röttinger zwei Glasmalereien für den Chor (heute verloren). 1887 erhielt Karl Wehrli den Auftrag, vier neue Fenster für den Chor zu liefern. Ein Jahr später wurde Glasmaler Christian Härer (Zürich Aussersihl) sieben neue Fenster mit Fruchtschnüren und Medaillons zu schaffen (heute verloren).
Heute sind von aussen die beiden von Karl Wehrli stammenden Figurenfenster aus dem Jahr 1887 zu sehen (von innen sind sie vermauert). Das von innen ebenfalls vermauerte zentrale Chorfenster I mit einer ornamentalen Rahmung stammt vermutlich von Christian Härer. Die Chorfenster wurden 1930 vermauert (Zehnder, 1992, S. 83, Anm. 139). Die fünf Fenster auf der Nordseite des Schiffes sowie die zwei unteren Fenster in der Westwand sind mit Glasmalereien aus dem Jahr 1965 von Heinrich Stäubli bestückt. 
Ausserdem befinden sich in der Kirche eine Scheibe von Sophia vom Grüth von 1549 (TG_303) sowie im heutigen Stiegenhaus drei Kopien der alten Tänikoner Scheiben (siehe Tänikon, ehem. Zisterzienserinnenkloster) von Fritz J. Dold aus dem Jahr 1989.

Knoepfli, A. (1950). Die Kunstdenkmäler des Kantons Thurgau. Band I. Der Bezirk Frauenfeld. Die Kunstdenkmäler der Schweiz, Bd. 23. Basel: Verlag Birkhäuser, S. 349–424.

Zehnder, H. (1992). Tänikon 789–1989. Tänikon: Katholische Kirchgemeinde Tänikon.