Questo singolare edificio sorto nei pressi del centro di Massama, l’antica Marsama citata nei documenti del XIV secolo, pone numerosi interrogativi sia per quanto concerne la collocazione cronologica, sia per l’effettiva intitolazione al vescovo di Mira. In effetti un’altra chiesa, nota come San Nicola vecchio, si trova nel luogo del vecchio cimitero del paese.
L’edificio possiede un’insolita pianta cruciforme con abside a ferro di cavallo, ovvero un arco la cui linea d’imposta supera il classico semicerchio. La caratteristica, evidente tanto in pianta quanto in alzato, viene accostata a prassi costruttive della Spagna visigota. È certo che la pianta chiaramente longitudinale dell’aula non possa ritenersi in alcun modo affine alle costruzioni della Sardegna bizantina, dotate come quella di Massama di cupole impostate su tamburo con raccordi a scuffie.
Nonostante si avverta l’eco delle citate influenze altomedievali, la chiesa attuale risulta inequivocabilmente una integrale ricostruzione del secolo XVIII, coeva alla fabbrica della parrocchiale di Santa Maria Assunta, cui la chiesetta di San Nicola è quasi collegata. Di epoca medievale è rimasta la facciata, databile con una certa precisione alla prima metà del XIII secolo grazie alla presenza degli alloggiamenti per bacini ceramici e all’impiego del paramento bicromo in blocchi di arenaria e basalto. La facciata doveva essere il prospetto principale di un’aula mononavata con terminazione absidata e copertura a capriate lignee.
L’aula ricostruita nel Settecento si imposta con un transetto voltato a botte, e il tamburo della falsa-cupola  con tiburio ottagono. Quanto all’intitolazione, in tempi più recenti la chiesetta ha ospitato una confraternita delle Anime Purganti, dalla quale ha preso il nome e la funzione di oratorio.