La chiesa di Santa Barbara rappresenta uno dei gioielli rupestri della città di Matera; è collocata in una parete rocciosa che si affaccia direttamente sulla Gravina, e si raggiunge attraverso una scalinata cui si accede da via Casalnuovo.
La sua realizzazione è databile tra il X e l’XI secolo. È interamente scavata nella roccia e presenta una struttura che richiama l’architettura bizantina: ha una sola navata divisa dal presbiterio e da una iconostasi. All’interno vi sono due altari, uno collocato nell’area sopraelevata cui si accede attraverso piccoli scalini, l’altro a sinistra addossato al muro della navata.
Il complesso pittorico è di grande valore oltre che di pregevole fattura, purtroppo alcuni affreschi presentano tracce di incuria: oltre ad una Madonna con il Bambino ne sono presenti altri che ritraggono Santa Barbara e scene di ambientazione bucolica.
Sia nel piccolo piazzale antistante che all’interno della chiesa sono state rinvenute numerose tombe.