Originariamente, se llamaba Iglesia de Santa Lucía y más tarde, pasó a ser de San Sebastián. Actualmente, está dedicada a San Segundo, patrono de Ávila. Además, sus restos fueron descubiertos en 1950 en un sepulcro dentro del templo.
Esta pequeña ermita situada fuera de los muros de Ávila y muy cercana al río Adaja, fue declarada Monumento Nacional en 1923.
San Segundo presenta una triple cabecera con ábsides semicirculares y una planta cerrada con bóvedas de cañón y horno. La portada meridional está conformada con arquivoltas sobre columnas.
Destaca en su interior, la escultura de San Segundo, obra de Juan de Juni.