Sopra un costone di roccia a strapiombo sulla valle del Neto, quasi fuori l'abitato di Santa Severina, sorge la piccola chiesa di Santa Filomena, altrimenti detta del Pozzoleo. Mirabile esempio di architettura sacra di transizione, la chiesetta di Santa Filomena risale al periodo compreso tra il XI ed il XII secolo d.C, edificata quindi in epoca normanna sopra un precedente impianto che prendeva il nome di chiesa di Santa Maria del Pozzo, o più brevemente chiesa del Pozzoleo. Però le dimensioni dell'attuale chiesa, e la magnifica cupola ornata a motivi orientali, tradiscono un impianto tipicamente bizantino.
Su uno dei lati dell'edificio sacro, si aprono due bei portali d'ingresso ad arco acuto, decorati a losanghe e rosoni, con piccole colonne incassate. La chiesa presenta una grande abside centrale, fiancheggiata da due absidi di dimensioni più piccole, e una cupola slanciata di forma conico-cilindrica, ornata da 16 colonnine, secondo un motivo tipico delle chiese armene. Quella che un tempo era la chiesa del Pozzoleo, o di Santa Maria del Pozzo, così chiamata perchè vi era sul luogo una cisterna, è oggi adibita a cripta. L'edificio presenta una stretta facciata rettangolare con volta a botte e portale ad arco acuto, sormontato da una bifora e da un piccolo campanile a vela. All'interno era possibile ammirare un'acquasantiera su pilastro ottagonale, realizzata in marmo pario e abbellita da elementi decorativi a foglie. Oggi l'acquasantiera si trova nel Museo Diocesano di Santa Severina. Nel complesso la chiesa di Santa Filomena è composta da due piani: quello inferiore era, secondo un'antica leggenda di Santa Severina, adibito a pozzo e venne trasformato in cripta in seguito ad un miracoloso accadimento. La chiesa vera e proprio invece si trova al secondo piano, ma data la pendenza del terreno su cui poggia, l'ingresso alla chiesa avviene dal piano terra.
Tra le chiese più interessanti della Calabria per i dettagli architettonici, la piccola chiesa di Santa Filomena sorge sopra un costone roccioso posto proprio sotto uno dei baluardi del castello normanno. Dalla chiesa si ha una vista panoramica sulla bassa valle del fiume Neto, con lo sguardo si scorgono molti dei paesi del Marchesato di Crotone.