La principal infraestructura religiosa de la localidad es la Iglesia en honor de Santa Marina Mártir, patrona de Cañaveral de León, advocación que se debe al origen gallego y marinero de algunos repobladores durante la etapa de la Conquista de estas tierras a los musulmanes. Edificada en el siglo XV, entre 1470-1480, su estado actual es el resultado de distintas etapas constructivas, apreciándose la impronta gótica, mudéjar y barroca. Se encuentra inscrita como Bien de Interés Cultural en el Catálogo General de Patrimonio Histórico Andaluz.

Según el análisis estilístico y formal esta infraestructura puede pertenecer al grupo denominado por Angulo Íñiguez como “Iglesia de arcos transversales de la Sierra”. Se trata de un templo de planta basilical de una sola nave con presbiterio y ábside recto. En el interior, la nave se encuentra dividida en cuatro tramos iguales, articulados mediante ocho pilares rectangulares que crean capillas hornacinas de escasa profundidad. Cada uno de estos tramos se cubre con bóveda de cañón con lunetos separados por arcos fajones.

El presbiterio es considerado la parte más antigua del inmueble. Se caracteriza por ser el doble de ancho que el resto de los tramos de la nave, y por presentar bóveda nervada de terceletes de mediados del siglo XV, mientras que la nave es de finales del XV o principios del XVI. Entre los siglos XVI y XVII se construye la actual capilla sacramental, y de principios del siglo XVIII son la portada lateral y la capilla bautismal, situada a los pies de la nave. Las obras que dieron al templo su estilo aspecto actual se terminaron en 1924 con la realización de la portada y la espadaña. 

Del exterior del templo cabe resaltar la existencia de dos portadas. La principal, ubicada a los pies del inmueble, se resuelve por medio de un cuerpo central con arco de medio punto que se adelanta a la línea de fachada. El vano de acceso al templo, que queda cobijado por dicho cuerpo, es también de medio punto, y sobre él aparece un óculo que permite la iluminación de la nave. Todo el conjunto de la portada se encuentra rematado por la espadaña de dos cuerpos.

El retablo, de autor desconocido, fue realizado a finales del siglo XIX en estilo neoclásico y comprado posteriormente, sobre los años 60 del siglo XX, en Sevilla. Respecto al resto del mobiliario del templo destacar la platería, obra del orfebre de la Real Fábrica de Platería de Madrid, Antonio Martínez-Barrios, fechada entre los años 1803 y 1804. Señalar que su patrimonio artístico quedó prácticamente devastado durante la Guerra Civil, que se convirtió en almacén. Se quemó su rico altar plateresco y se expoliaron las imágenes y objetos de culto, además del considerable deterioro que sufrieron sus pinturas.

Los edificios religiosos cañeteros se completan con una ermita en honor a la Virgen de Fátima, construida a mediados de los años 80 del siglo XX.